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本文概述了东北冷涡的一般规律和统计事实,介绍了国内外对东北冷涡和遥相关的综合研究情况,对东北冷涡在短期预报与长期气候评价中所使用的数值预报产品及再分析资料进行了分析检验,并利用NCEP再分析资料对东北冷涡与鄂海阻高、副热带高压之间的相关关系进行了计算分析,得出了初步结论。
东北冷涡是我国东北地区所特有的重要天气系统,是鄂霍次克海阻塞高压和西太平洋副热带高压大型环流系统共同作用的产物,利用1958~1997年每年的6月、7月和8月,共120个月NCAR/NCEP再分析月平均500hPa位势高度格点资料,在北半球范围内用一点相关法计算了东北冷涡与西太平洋副热带高压、鄂霍次克海阻塞高压之间的遥相关关系,结果表明:
在夏季,东北冷涡与鄂海阻高之间有较好的负相关关系,鄂海高压加强,东北冷涡也加强。东北冷涡的形成、发展、滞留与鄂海阻高的维持、稳定是密切相关的,东北冷涡发展时期,其前部的西南气流为鄂海阻高的发展提供了有利的暖空气条件,而鄂海阻高的发展、稳定又对东北冷涡的规律性东移起到了阻挡作用,使冷涡得以在东北地区发展、维持、滞留,所以,东北冷涡与鄂海阻高是互为生消的。
西太平洋副热带高压与鄂海阻高之间有较好的负相关关系,鄂海高压加强,副热带高压减弱南退。鄂海阻高的存在,意味着东亚地区环流相对稳定少变,使低槽长期在中国东北到贝加尔湖一带维持,形成东北冷涡。由于鄂海阻高和东北冷涡的存在,不断有冷空气南下,使得副热带高压不易北抬,位置偏南;反之,当鄂海阻高不存在时,副热带高压位置偏北。所以,西太平洋副热带高压与鄂海阻高是互相制约的。
东北冷涡与西太平洋副热带高压之间也有负相关关系,虽然显著性不是很好,但它们之间也是相互作用、相互影响的。由于东北冷涡受到鄂海阻高的直接影响,而副热带高压和鄂海阻高又存在明显的遥相关,副热带高压通过与鄂海阻高的相互作用而间接地影响东北冷涡的维持与生消。
几十年来气象卫星在观测技术、业务化和应用等方面均取得了长足进展。目前气象卫星已成为制作全球天气预报必不可少的大气遥感的关键技术。利用日本气象卫星中心提供的GMS—5静止气象卫星资料月报告光盘中SST、OLR 部分资料,分析了东北冷涡、副热带高压与GMS—SST、ITCZ的关系,得到GMS—SST=28℃阈值特征线与东北冷涡强度指数、副热带高压强度指数在夏季都是反位相关系,随着GMS—SST=28℃阈值特征线的逐渐北移,东北冷涡增多,加强,副热带高压减弱。GMS—SST=28℃阈值特征线的南北漂移可以作为东北冷涡多少、强弱的预报依据。
虽然我们基本上掌握了东北冷涡与大尺度环流形势之间的关系,但在实际预报工作中,我们更加关心环流形势预报的准确性。目前我们对东北冷涡的大尺度环流形势可以有较满意的预报,这完全得益于各种数值预报产品的不断更新换代。欧洲中期数值预报模式ECWMF产品和我国国家气象中心T213数值预报产品分别是世界各国和我国各气象台站日常业务预报经常使用的数值预报产品,为了解这两个模式的预报性能及准确度差异,以便更好地开展产品的业务释用,提高预报准确率,对这两种模式的预报能力进行了对比分析检验。
根据世界气象组织(WMO)基本系统委员会(CBS)1985年特别会议推荐的数值预报标准化检验方案,采用欧洲中期数值预报模式ECWMF和国家气象中心T213数值预报模式的500 hPa位势高度、850 hPa温度预报格点资料和客观分析实况格点资料,对东亚区域2002年和2003年夏季时段内两种模式的预报能力进行对比分析检验。
所得结果表明:
(1)ECWMF预报的环流场中的低压槽在102°E以东的我国中东部(102°E以西的我国西部)比实况值偏弱(偏强),高压脊偏强(偏弱);而在我国的大多数地区,T213模式预报的低压槽偏强,高压脊偏弱。
(2)得到了ECWMF模式和T213模式在夏季预报中预报的概念模型,即ECWMF模式预报的低压槽比实况值偏弱,高压脊偏强;而T213模式预报的
低压槽偏强,高压脊偏弱。
(3)随着预报时效的增长,预报准确率都有所下降。
(4)ECWMF模式和T213模式的预报误差基本上属于模式本身的系统性误差,而与是否有天气系统活动或天气系统的强弱无关。