论文部分内容阅读
荆州市地处江汉平原腹地,冬季暴雪过程平均每年发生不到1次,属于小概率天气事件,但是它的发生会给交通运输、水电设施、能源供应、农业生产和人们生活等造成严重的影响。本文通过分析1981~2010年冬季发生在荆州市的19次暴雪过程,建立了暴雪天气概念模型和预报指标,业务应用时选取数值预报对应参数制作暴雪短期预报,实践证明效果比较好。本文利用荆州市所属的6个县(市、区)国家地面观测站1981~2010年的降水、天气现象、雪深和气温等常规观测资料,统计值以20~20时为日界。同时在暴雪预报方法研制时,采用动力统计预报方法—完全预报方法(PP法),建立在预报量与预报因子同时观测量的统计关系基础上,实际应用时则将数值模式预报参数代入关系式输出预报结果。本文使用历史天气图资料建立暴雪短期预报概念模型,确定预报指标阈值,在业务使用中,将EC、T639和日本等数值预报模式适时输出的对应参数代入预报模型,得到不同时效的暴雪预报结果。根据暴雪定义,统计得到荆州市6站1981~2010年共发生暴雪46站次。从时间分布来看,暴雪出现在当年12月到次年3月,其中1月发生最多,约占全部暴雪日数的61%。从空间分布来看,东南部地区发生次数明显多于西北部,其中洪湖站共发生13次为全市最多。普查1981~2010年天气图资料,重点分析荆州市发生的19次暴雪过程得到,冬季出现暴雪主要与地面冷空气、700h Pa西南急流、500h Pa西风带低槽影响以及温度的垂直分布有关。通过详细分析,得到荆州市暴雪发生的天气学概念模型:在高层500h Pa西风带冷槽引导下,地面有中等偏强冷空气大举南下,冷锋移到江南一带以后,长江中下游边界层内则形成明显冷垫。中层700h Pa上为强劲的西南暖湿急流(此暖层温度在0℃以下),低层850h Pa为偏北偏东冷平流,使得中低层形成较明显逆温。冷垫的阻挡作用使得暖湿气流迅速爬升,强烈垂直切变区内扰动得到发展,当南支槽前正涡度中心和低涡发展东移到水汽大值区时,暴雪天气过程开始发生。当500 h Pa南支槽开始东移影响时,长江中游地区处于东高西低的形势之下,本地上空的位势高度较低,因此用位势高度来表示低槽的活动;选取700 h Pa贵阳、芷江、长沙、武汉或宜昌的风,当其中至少有一站西南风≥16米/秒时则认为存在低空西南急流;地面冷空气及强度用近地面风和海平面气压上升的高低来界定;降雪与气温降低程度和温度的垂直分布有关,用暴雪当天各层达到的最低温度来说明,且当700 h Pa温度(T700 h Pa)大于或等于850 h Pa温度(T850 h Pa)时即认为逆温存在。另外,冬季降暴雪其水汽条件也非常重要,选取温度露点差作为指标,具体天气学模型指标及阈值。采用可视化面向对象编程语言Visual Basic 6.0开发完成荆州市暴雪的预报产品,最终推理未来3天的暴雪短期预报结果。以荆州市2011年1月2~3日出现的一次明显降雪过程为例,实况与预报基本吻合。结果表明:该预报方法能比较准确地报出全市性大到暴雪过程发生的时间和落点,为参与省内天气会商和公共气象服务提供了有效的参考依据,但当出现局地性大雪过程时存在站点上的空漏报现象。由于数值模式预报值与天气图实测值存在一定的误差,在利用PP法制作暴雪短期预报时必然受到各家模式预报稳定性的制约,因此,要不断对预报方法进行改进和完善,从而提高预报的准确性。