论文部分内容阅读
摘要 利用常规气象观测、FY-2E卫星云图及欧洲中心（ECMWF）数值预报产品资料，对2015年8月2—4日抚顺地区一次东北冷涡降水过程进行分析。结果表明：在东北冷涡降水过程中，不仅要考虑大尺度环流形势演变，也要考虑在有利的大尺度环流背景下中尺度系统的触发条件。8月2日抚顺降水预报偏大原因主要是EC形势场对850 hPa切变线的位置和500 hPa等高线的位置预报存在误差，而3日抚顺西北部的预报误差是因为忽视了低层切变线的触发作用。4日抚顺大雨到暴雨降水过程是在东北低涡冷空气南下，与加强的850 hPa切变线、地面气旋合并等有利的高低空配置下产生。
关键词 东北冷涡；降水落区；误差分析；中尺度系统；辽宁抚顺
中图分类号 P458.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）23-0213-01
东北冷涡（NECV）是我国东北特有的天气系统，是造成东北地区低温冷害、持续阴雨、突发性强对流的重要天气系统[1]。已有很多学者对东北冷涡降水个例进行研究[2-5]。
东北冷涡造成的强降水局地性强、尺度小，对其造成的降水落区预报一直是预报员的难点。本文以抚顺地区预报失误的2015年8月2—4日东北冷涡降水过程为例，利用常规气象观测资料、FY-2E卫星云图及欧洲中心（ECMWF）数值预报产品资料，对东北冷涡降水落区及局地强降水进行分析，以期为今后对此类降水的诊断预报提供一定参考。
1 降水预报与实况
受东北冷涡系统影响，抚顺市气象台连续3 d预报出了中等以上降水天气过程，即8月2日抚顺地区中雨天气；8月3日抚顺市区及抚顺县中到大雨，清原县、新宾县大雨天气；8月4日抚顺市区及抚顺县、清原县中到大雨，新宾县暴雨天气。从实况降水图中可知，8月2日抚顺地区出现小雨天气，清原县国家气象观测站无降水出现；8月3日抚顺西北部小雨（抚顺市区只有微量降水），东南部中到大雨、局部暴雨；8月4日抚顺市区中雨，抚顺县、清原县大雨，新宾县暴雨。8月2—4日的东北冷涡降水过程，抚顺地区8月2日全区预报偏大，3日西北部预报偏大，4日预报效果较好。
2 天气形势演变及影响系统
2015年8月2—4日影响抚顺地区降水的主要系统是东北冷涡、低层切变线、合并北上的地面低压。从2日20：00（北京时，下同）高空图上可见，前期位于贝加尔湖东南部的高空槽不断发展，在（116°E，50°N）附近形成东北冷涡。受贝加尔湖冷空气沿高空脊前西北气流不断补充南下，东北冷涡在缓慢东移过程中不断加深发展，东北地区的弱高压脊快速东移，此时抚顺地区处于冷涡底部。副热带高压由前期“高压坝”的形势不断调整，588 dagpm等高线不断东退形成块状结构，有利于水汽的输送。从850 hPa风场上也可知，2日20：00，在渤海附近地区形成西北风和西南风的冷式中尺度切变线，触发中尺度对流云团，在西南西引导气流的作用下，不断向东北移动，从而导致2日抚顺东南部的弱降水。
3日20：00，580 dagpm线略有南退，850 hPa渤海附近的切变线发展成渤海到河西西部的东北-西南走向的大尺度切变线，切变线前西南风不断加强，且西南低空急流从长江中下游一直伸展至辽宁东南部，源源不断地向辽宁东南部提供水汽。切变线前部对流云团不断发展合并，发展成东北—西南走向的大范围对流云团，不断向东北移动，影响辽宁东南部的降水，抚顺东南部出现中到大雨、局部暴雨天气。
到4日8：00，580 dagpm线继续南退，冷涡伴随的高空槽东移，促使冷空气南下影响抚顺地区，配合850 hPa切变线东北移动到抚顺地区，在有利的动力条件下冷暖空气在抚顺地区交绥，导致抚顺地区出现了大范围的大雨到暴雨天气。从地面图可见，前期位于河套东部形成的地面气旋向北上，在4日8：00与蒙古气旋合并，此时抚顺处于低壓槽前，为抚顺地区的强降水提供了有利的动力和水汽条件。4日抚顺大到暴雨天气是在东北冷涡携带冷空气南下、850 hPa切变线和合并北上的低压影响的产物。
综上可见，8月2—3日抚顺地区的降水过程虽然在东北低涡的大尺度环流背景下产生，但其位置偏北；副高位置也偏南偏西，对水汽输送也不是很有利。在渤海附近的切变线触发下，产生了中尺度对流云团，但由于引导气流为西南偏西气流，使其向东北偏东方向移动，主要影响抚顺地区的东南部，从而出现对抚顺市区及抚顺县、清原县的降水连续预报偏大的现象。4日随着东北低涡冷空气南下，与加强的850 hPa切变线、地面气旋合并北上等有利的高低空配置下，抚顺地区出现了大范围大雨到暴雨天气。
3 预报误差分析
8月2日20：00实况场与预报场对比可见，EC预报584 dagpm线偏北，且低层850 hPa切变线的位置在辽宁西部，考虑受切变线前部西南气流的强辐合作用，预报抚顺地区有中雨天气过程，但实况图中584 dagpm线偏南，导致引导气流以西南偏西气流为主，850 hPa切变的位置在渤海地区，从而降水出现在抚顺南部。3日数值预报形势场的预报误差很小，但导致预报失误的主要原因是考虑到东北冷涡降水，认为对降水落区的预报难度大，却忽视了这次降水过程中冷涡位置偏北，直接影响系统其实是渤海附近的低层切变线和其位置偏东南的因素，从而导致抚顺西北部降水预报失误。因此，抚顺8月2日降水预报偏大的原因主要是EC形势场对850 hPa切变线的位置和500 hPa引导气流的位置预报存在误差，而3日抚顺西北部预报误差因为忽视了低层切变线的触发作用。因此，在东北冷涡降水过程中，不仅要考虑大尺度环流形势演变，也要考虑在有利的大尺度环流背景下中尺度系统的触发条件。虽然数值预报产品作为目前天气预报日常业务中的最重要的参考资料，但对中小尺度系统的预报仍有误差。因此，对高空、地面资料及卫星云图的分析不容忽视。
4 结论
（1）在东北冷涡降水过程中，不仅要考虑大尺度环流形势演变，也要考虑在有利的大尺度环流背景下，中尺度系统的触发条件。抚顺2015年8月2—3日降水是在有利的东北冷涡和副热带高压配置下，中尺度切变线和冷空气激发了强对流系统，并随着引导气流向东北偏东移动，影响抚顺东南部。抚顺8月2日降水预报偏大原因主要是EC形势场对850 hPa切变线的位置和500 hPa等高线的位置预报存在误差，而3日抚顺西北部的预报误差是因为忽视了低层切变线的触发作用。
（2）2015年8月4日抚顺大雨到暴雨降水过程是在东北低涡冷空气南下，与加强的850 hPa切变线、地面气旋合并北上等有利的高低空配置下产生。
（3）数值预报产品是天气预报日常业务中最重要的参考资料，但对中小尺度系统的预报能力仍有误差。因此，对高空、地面资料及卫星云图的分析不容忽视。
5 參考文献
[1] 张立祥，李泽椿.东北冷涡研究概述[J].气候与环境研究，2009，14（2）：218-228.
[2] 陈力强，陈受钧，周小珊，等.东北冷涡诱发的一次MCS结构特征数值模拟[J].气象学报，2005，2（2）：173-183.
[3] 孙力，安刚.1998年松嫩流域东北冷涡大暴雨过程的诊断分析[J].大气科学，2004，25（3）：342-354.
[4] 陈力强，张立祥，周小珊.东北冷涡不稳定能量分布特征及其与降水落区的关系[J].高原气象，2008，2（2）：339-348.
[5] 张云，雷恒池，钱贞成.一次东北冷涡衰退阶段暴雨成因分析[J].大气科学，2008，32（3）：481-498.
关键词 东北冷涡；降水落区；误差分析；中尺度系统；辽宁抚顺
中图分类号 P458.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）23-0213-01
东北冷涡（NECV）是我国东北特有的天气系统，是造成东北地区低温冷害、持续阴雨、突发性强对流的重要天气系统[1]。已有很多学者对东北冷涡降水个例进行研究[2-5]。
东北冷涡造成的强降水局地性强、尺度小，对其造成的降水落区预报一直是预报员的难点。本文以抚顺地区预报失误的2015年8月2—4日东北冷涡降水过程为例，利用常规气象观测资料、FY-2E卫星云图及欧洲中心（ECMWF）数值预报产品资料，对东北冷涡降水落区及局地强降水进行分析，以期为今后对此类降水的诊断预报提供一定参考。
1 降水预报与实况
受东北冷涡系统影响，抚顺市气象台连续3 d预报出了中等以上降水天气过程，即8月2日抚顺地区中雨天气；8月3日抚顺市区及抚顺县中到大雨，清原县、新宾县大雨天气；8月4日抚顺市区及抚顺县、清原县中到大雨，新宾县暴雨天气。从实况降水图中可知，8月2日抚顺地区出现小雨天气，清原县国家气象观测站无降水出现；8月3日抚顺西北部小雨（抚顺市区只有微量降水），东南部中到大雨、局部暴雨；8月4日抚顺市区中雨，抚顺县、清原县大雨，新宾县暴雨。8月2—4日的东北冷涡降水过程，抚顺地区8月2日全区预报偏大，3日西北部预报偏大，4日预报效果较好。
2 天气形势演变及影响系统
2015年8月2—4日影响抚顺地区降水的主要系统是东北冷涡、低层切变线、合并北上的地面低压。从2日20：00（北京时，下同）高空图上可见，前期位于贝加尔湖东南部的高空槽不断发展，在（116°E，50°N）附近形成东北冷涡。受贝加尔湖冷空气沿高空脊前西北气流不断补充南下，东北冷涡在缓慢东移过程中不断加深发展，东北地区的弱高压脊快速东移，此时抚顺地区处于冷涡底部。副热带高压由前期“高压坝”的形势不断调整，588 dagpm等高线不断东退形成块状结构，有利于水汽的输送。从850 hPa风场上也可知，2日20：00，在渤海附近地区形成西北风和西南风的冷式中尺度切变线，触发中尺度对流云团，在西南西引导气流的作用下，不断向东北移动，从而导致2日抚顺东南部的弱降水。
3日20：00，580 dagpm线略有南退，850 hPa渤海附近的切变线发展成渤海到河西西部的东北-西南走向的大尺度切变线，切变线前西南风不断加强，且西南低空急流从长江中下游一直伸展至辽宁东南部，源源不断地向辽宁东南部提供水汽。切变线前部对流云团不断发展合并，发展成东北—西南走向的大范围对流云团，不断向东北移动，影响辽宁东南部的降水，抚顺东南部出现中到大雨、局部暴雨天气。
到4日8：00，580 dagpm线继续南退，冷涡伴随的高空槽东移，促使冷空气南下影响抚顺地区，配合850 hPa切变线东北移动到抚顺地区，在有利的动力条件下冷暖空气在抚顺地区交绥，导致抚顺地区出现了大范围的大雨到暴雨天气。从地面图可见，前期位于河套东部形成的地面气旋向北上，在4日8：00与蒙古气旋合并，此时抚顺处于低壓槽前，为抚顺地区的强降水提供了有利的动力和水汽条件。4日抚顺大到暴雨天气是在东北冷涡携带冷空气南下、850 hPa切变线和合并北上的低压影响的产物。
综上可见，8月2—3日抚顺地区的降水过程虽然在东北低涡的大尺度环流背景下产生，但其位置偏北；副高位置也偏南偏西，对水汽输送也不是很有利。在渤海附近的切变线触发下，产生了中尺度对流云团，但由于引导气流为西南偏西气流，使其向东北偏东方向移动，主要影响抚顺地区的东南部，从而出现对抚顺市区及抚顺县、清原县的降水连续预报偏大的现象。4日随着东北低涡冷空气南下，与加强的850 hPa切变线、地面气旋合并北上等有利的高低空配置下，抚顺地区出现了大范围大雨到暴雨天气。
3 预报误差分析
8月2日20：00实况场与预报场对比可见，EC预报584 dagpm线偏北，且低层850 hPa切变线的位置在辽宁西部，考虑受切变线前部西南气流的强辐合作用，预报抚顺地区有中雨天气过程，但实况图中584 dagpm线偏南，导致引导气流以西南偏西气流为主，850 hPa切变的位置在渤海地区，从而降水出现在抚顺南部。3日数值预报形势场的预报误差很小，但导致预报失误的主要原因是考虑到东北冷涡降水，认为对降水落区的预报难度大，却忽视了这次降水过程中冷涡位置偏北，直接影响系统其实是渤海附近的低层切变线和其位置偏东南的因素，从而导致抚顺西北部降水预报失误。因此，抚顺8月2日降水预报偏大的原因主要是EC形势场对850 hPa切变线的位置和500 hPa引导气流的位置预报存在误差，而3日抚顺西北部预报误差因为忽视了低层切变线的触发作用。因此，在东北冷涡降水过程中，不仅要考虑大尺度环流形势演变，也要考虑在有利的大尺度环流背景下中尺度系统的触发条件。虽然数值预报产品作为目前天气预报日常业务中的最重要的参考资料，但对中小尺度系统的预报仍有误差。因此，对高空、地面资料及卫星云图的分析不容忽视。
4 结论
（1）在东北冷涡降水过程中，不仅要考虑大尺度环流形势演变，也要考虑在有利的大尺度环流背景下，中尺度系统的触发条件。抚顺2015年8月2—3日降水是在有利的东北冷涡和副热带高压配置下，中尺度切变线和冷空气激发了强对流系统，并随着引导气流向东北偏东移动，影响抚顺东南部。抚顺8月2日降水预报偏大原因主要是EC形势场对850 hPa切变线的位置和500 hPa等高线的位置预报存在误差，而3日抚顺西北部的预报误差是因为忽视了低层切变线的触发作用。
（2）2015年8月4日抚顺大雨到暴雨降水过程是在东北低涡冷空气南下，与加强的850 hPa切变线、地面气旋合并北上等有利的高低空配置下产生。
（3）数值预报产品是天气预报日常业务中最重要的参考资料，但对中小尺度系统的预报能力仍有误差。因此，对高空、地面资料及卫星云图的分析不容忽视。
5 參考文献
[1] 张立祥，李泽椿.东北冷涡研究概述[J].气候与环境研究，2009，14（2）：218-228.
[2] 陈力强，陈受钧，周小珊，等.东北冷涡诱发的一次MCS结构特征数值模拟[J].气象学报，2005，2（2）：173-183.
[3] 孙力，安刚.1998年松嫩流域东北冷涡大暴雨过程的诊断分析[J].大气科学，2004，25（3）：342-354.
[4] 陈力强，张立祥，周小珊.东北冷涡不稳定能量分布特征及其与降水落区的关系[J].高原气象，2008，2（2）：339-348.
[5] 张云，雷恒池，钱贞成.一次东北冷涡衰退阶段暴雨成因分析[J].大气科学，2008，32（3）：481-498.