EC细网格在抚顺市一般性降水预报中的应用

李亚中

摘要 利用EC细网格数值预报产品对2015年3月出现在抚顺章党站的2次一般性降水过程进行诊断分析和预报释用，结果表明：EC细网格预报的累积降水量大小不能作为判断未来降水量的直接依据，应根据EC细网格预报出的其他物理量综合判断，即850 hPa层面以下存在比较大的比湿、较长的降水持续期间、低层925～700 hPa持续的上升运动、较强的850 hPa低空急流。

关键词 EC细网格；降水量；精细化；辽宁抚顺

中图分类号 P456 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）12-0232-03

Application of EC Fine Grid in General Gainfall Forecast in Fushun City

LI Ya-zhong

（Meteorology Bureau of Fushun City in Liaoning Province，Fushun Liaoning 113006）

Abstract Based on EC fine grid NWP products，two general precipitation weather process in Fushun appeared During March 2015 were diagnostic analyzed.The results showed that quantitative precipitation prediction of EC fine grid could not be as a criterion of the forecast of future rainfall，making a comprehensive judgment should be combined with other physical quantities of EC fine grid at the same time.First of all，specific humidity below 850 hpa level there was larger.Second，there was a long duration of rainfall.Third，there was continuous upward movement in 925～700 hpa airspace.Forth，there was the strong low-level jet in 850 hpa.

Key words EC fine grid；precipitation；refinment；Fushun Liaoning

EC粗网格数值预报产品的时空分辨率有限，仅依靠它无法定点、定时和定量地精细化制作各种气象要素预报，EC细网格预报产品的时空分辨率比EC粗网格产品明显提高，其空间分辨率在地面为0.125°×0.125°、1 000～100 hPa为0.25°×0.25°，时间分辨率为3 h，为预报员制作精细化气象要素预报提供了重要的参考依据[1-2]。本文利用EC细网格数值预报产品对抚顺地区2015年3月出现的2次一般性降水天气进行诊断分析，从“细网格”的角度揭示一般性降水在抚顺地区发生和维持的物理机制，为今后抚顺地区一般性降水预报积累经验，从而提高抚顺地区一般性降水的精细化水平。

1 资料与方法

1.1 实况资料

选取的实况资料范围为抚顺章党站的降水资料，时间为2015年3月8日的降水过程和3月16日的降水过程，24 h单日降水量合计起始和终止时间为20：00—20：00。3月8日的降水相态为雪，3月16日的降水相态为雨。

1.2 EC细网格资料

EC细网格预报产品包括累积降水量以及与其对应的各层的相对湿度、比湿、温度、垂直速度、散度和风UV分量，应用这些要素的变化对比分析2次降水过程。这些产品的预报起始时间为北京时间20：00，预报时效为24～48 h，间隔为3 h。累积降水量为3 h合计和20：00—20：00 24 h合计。

2 结果与分析

2.1 降水分析

3月8日和3月16日降水的时间段分别为11：00—16：00和12：00—17：00，均为5 h左右。从表1可以看出，以14：00为界，3 h累积降水量3月8日14：00前的量大于14：00后的量；3月16日14：00前的量小于14：00后的量。

EC细网格预报出现降水的时间均比实况出现降水的时间早。8日的过程EC细网格预报最早出现降水的时间早于5：00，结束时间在17：00—20：00。因此，预报出现降水的开始时间比实况提前至少了6 h，而结束时间比实况至少晚1 h以上。16日的过程EC细网格预报出现降水的开始时间则比实况提前了8 h左右。

EC细网格预报降水结束的时间比实况降水结束的时间晚。8日的过程EC细网格预报降水结束的时间是17：00—20：00，实况比预报提前2～4 h结束；16日的过程预报降水结束的时间也是17：00—20：00，实况比预报提前1～3 h结束。

8日的过程EC细网格预报降水量是9.45 mm，实况出现的降水量是3.9 mm，预报比实况多出了142%；16日的过程EC细网格预报降水量是7.54 mm，实况出现的降水量是13.1 mm，预报比实况少了42.4%（表1）。

2.2 湿度条件分析

2.2.1 相对湿度分析。8日5：00—17：00，从1 000～500 hPa相对湿度预报值都很大，最小值为88%，尤其在实况出现降水的14：00和17：00，相对湿度最小为90%，在700 hPa和600 hPa更达到了100%。到20：00相对湿度明显降低，且越到高层越低；16日过程的相对湿度整体不如8日过程的相对湿度大。在降水开始前的11：00从1 000～500 hPa相对湿度较大，均在71%以上。降水开始后，中高层相对湿度逐渐降低，但低层1 000～925 hPa相对湿度逐渐增大。850 hPa相对湿度则变化较小。20：00相对湿度进一步增大（表2）。endprint

2.2.2 比湿分析。8日的过程，从1 000～500 hPa，其比湿预报值对比16日的过程都偏小。8日的过程从11：00—17：00， 1 000～925 hPa，比湿值为2.5～3.9 k/kg；850 hPa比湿值为2.2～2.8 k/kg；700 hPa比湿值为1.6～1.9 k/kg。16日的过程从11：00—17：00，1 000～925 hPa，比湿值为4.2～5.2 k/kg，850 hPa比湿值为3.7～4.8 k/kg，700 hPa比湿值为1.0～2.7 k/kg。600～500 hPa 2次过程相差不大。对比可以发现，16日1 000～850 hPa的比湿明显大于8日1 000～850 hPa的比湿，而700 hPa以上前后2次过程的比湿相差不大。降水过后第2天，2次过程的比湿预报值相差较大。9日11：00—20：00，整层比湿均小于1 k/kg，925～700 hPa的比湿仅为0.2～0.9 k/kg之间，而从16日到17日5：00比湿几乎没有什么变化，到8：00才开始减小。从16日23：00至17日5：00，1 000～925 hPa，比湿值为2.0～4.6 k/kg；850 hPa比湿值为1.5～3.6 k/kg；700 hPa比湿值为1.5～1.9 k/kg。

2.3 温度分析

8日的过程，从1 000～500 hPa，其温度预报值比16日过程的温度预报值都偏低。8日的过程从5：00—17：00，2 m的温度值为-2.3～2.5 ℃，850 hPa的温度值为-7.7～-4.5 ℃；16日的过程从5：00—17：00，2 m的温度值为1.1～8.0 ℃，850 hPa的温度值为-0.6～1.9 ℃。2次过程在实况降水开始前温度都会有小幅升高，然后在降水开始后再小幅下降。8日的过程从5：00—11：00降水开始前，2 m气温从-1.2 ℃升高到2.5 ℃，6 h内升高3.7 ℃，然后在实况降水开始后气温开始下降，到14：00气温又从11：00的2.5 ℃下降到-0.1 ℃，下降幅度2.6 ℃；16日的过程降水前2 m气温的升温则更为明显，从5：00的1.1 ℃升到11：00的8 ℃，升温幅度达6.9 ℃，降水开始后的气温下降则较为不明显，仅下降1.6 ℃。在925～850 hPa降水开始前气温则没有升高，但降水开始前后气温则会有小幅下降。8日的过程降水开始前后925 hPa温度下降了2.3 ℃，850 hPa温度下降了1.3 ℃；16日的过程925 hPa温度下降了3.3 ℃，850 hPa温度下降了2.5 ℃。在降水结束后，8日的过程比16日的过程冷空气更明显，8日20：00 2 m和850 hPa的温度分别为-7.6 ℃和-12.1 ℃，比当日最高时的2.5 ℃和-5.8 ℃分别下降了10.1 ℃和6.3 ℃；16日20：00 2 m和850 hPa的温度分别为3.4 ℃和-1.0 ℃，比当日最高时的8.0 ℃和1.0 ℃分别下降了4.6 ℃和2.0 ℃

2.4 垂直速度分析

对比2次过程，8日仅在11：00几乎整层（1 000～200 hPa）都有上升运动，降水开始后低层925～850 hPa的上升运动迅速减弱甚至消失，只有中高层700～500 hPa有上升运动且越到后期上升运动越弱，到20：00 850 hPa以下均转变为下沉运动；16日整个降水期间，从11：00—17：00几乎整层都保持上升运动，只是到降水的末期上升运动稍有减弱，即使到20：00降水结束后从925～500 hPa依然保持着上升运动（表3）。

2.5 U风速和V风速

U表示东西向风速，V表示南北向风速。对比2次过程在1 000 hPa的风速，南北向风速均大于东西向风速。

8日的过程，V风速：从1 000～850 hPa，南风转北风分别发生在11：00—14：00、11：00—17：00和14：00—17：00，即1 000 hPa、925 hPa和850 hPa 3层是按照从低到高的先后顺序依次通过本站的。对比温度变化情况，从1000～850 hPa，温度的下降也是按照这样的先后顺序依次出现在这3个时间段，降温幅度分别为2.6、3.2、1.7 ℃。由于系统自西向东移动，因而冷暖空气的交界面自下而上向西倾斜。U风速：西风转东风大致发生在17：00—20：00，即这种情况发生在进入低压后部以后。从以上分析可知，本次过程属于地面锋后降水。

16日的过程，V风速：南风转北风，在200 hPa、300 hPa和400 hPa分别发生在11：00、14：00、17：00；500 hPa和600 hPa同时发生在17日的17：00；700 hPa、850 hPa和925 hPa同时发生在16日的23：00；1 000 hPa发生在16日的20：00。从中可以看出，400～200 hPa锋面自下而上向东倾斜，然后锋面在400～500 hPa之间出现断裂。500～1 000 hPa由于系统自西向东移动，因而冷暖空气的交界面自下而上向西倾斜。U风速：在1 000 hPa西风分量不明显，但东风分量相对明显一些，15日20：00至16日8：00和16日20：00至17日5：00均为东风分量，配合1 000 hPa的V风速分析可知，本次过程受地面倒槽系统影响，降水出现在倒槽的东北部象限。

8日过程11：00从1 000～850 hPa均吹西南风，但到14：00 1 000 hPa吹西北风，925 hPa吹西风，850 hPa吹西南风，风随高度逆时针旋转，说明此时1 000～850 hPa有冷平流；同理17：00 也有冷平流，可见8日降水出现在冷平流之中。用同样的方法可以分析出16日过程11：00—17：00 1 000～850 hPa有暖平流；降水结束后的20：00 1 000～925 hPa有冷平流，925～850 hPa依然有暖平流，可见16日降水出现在暖平流之中。endprint

8日11时降水开始之前，850 hPa西南风速达到14.2 m/s，降水开始之后850 hPa风速逐渐降低，到17：00降水结束之后850 hPa风速降低到6.7 m/s，风向变为西北。16日11：00降水开始之前，850 hPa西南风速达到22.6 m/s，降水开始之后850 hPa风速逐渐降低，到17：00降水结束之后850 hPa风速降低到9.6 m/s，但风向始终没有北风分量。

3 结论和讨论

EC细网格预报的降水量不能作为判断未来降水量的直接依据，应根据EC细网格预报出的其他物理量综合判断[3-4]。

8日过程相对湿度整体大于16日，而16日的降水量却大于8日，说明相对湿度的大小不能决定降水量的大小。

8日过程850 hPa比湿明显小于16日过程850 hPa比湿，而16日的降水量也大于8日，说明850 hPa以下比湿越大降水量越大。

2次过程都有冷空气活动，但8日过程的冷空气势力更强，从8日8：00到9日8：00 24 h850 hPa温度从-4.5 ℃下降到-20.5 ℃，下降幅度达16 ℃；而16日过程850 hPa温度从16日8：00的1.9 ℃下降到17日8：00的-4.3 ℃，下降幅度仅达6.2 ℃，远小于8日过程的降温幅度，不过在降水持续期间前后2次过程的降温都不明显，925～850 hPa降温幅度在1～3 ℃。

16日过程的上升运动明显强于8日的过程，尤其是925～700 hPa的上升运动，16日无论是在降水开始之前还是降水持续期间，其中低层的上升运动都十分明显，而8日在降水开始之后850 hPa以下的上升运动几乎消失，这说明中低层的上升运动对降水量大小的重要性。

通过U风速和V风速的分析可以看出，8日过程属锋面降水，且是锋后降水。这解释了为什么8日在降水开始之后850 hPa以下上升运动消失甚至出现弱的下沉运动；16日过程的降水出现在高空暖锋和低空冷锋之间的大范围上升运动区。16日过程的850 hPa低空急流明显大于8日，这也是16日降水量大于8日降水量的主要原因。

4 参考文献

[1] 成都气象学院.气象学[M].北京：农业出版社，1980.

[2] 北京大学地球物理系气象教研室.天气分析和预报[M].北京：科学出版社，1976.

[3] 张俊兰，李圆圆，张超.ECMWF细网格模式降水产品在北疆暴雪中的应用检验[J].沙漠与绿洲气象，2013，7（4）：7-13.

[4] 陈海凤，黄世芹，金建德，等.EC细网格温度预报在贵阳地区的释用效果分析[J].贵州气象，2014（4）：22-25.endprint