孟 杨,于惠杰,金新枝,侯士彬
(1.呼玛县气象局,黑龙江 大兴安岭165100;2.友谊县气象局,黑龙江 双鸭山155800)
呼玛县温度预报的研究分析
孟 杨1,于惠杰1,金新枝1,侯士彬2
(1.呼玛县气象局,黑龙江 大兴安岭165100;2.友谊县气象局,黑龙江 双鸭山155800)
呼玛县位于大兴安岭东麓,黑龙江上游西南岸。西部和北部与新林区、塔河县毗邻,南与黑河市、嫩江县接壤,东部与俄罗斯隔江相望。呼玛县辖6乡2镇和54个行政村,拥有林地面积1721.8万亩,森林覆盖率70.7%;耕地112.9万亩,是大兴安岭地区唯一以农为主的行政县,占大兴安岭耕地总面积的44%,为农服务(包含近年来 针对小麦、玉米、大豆高产、北药、水稻种植试验、水飞蓟栽培等)和凌汛服务在一年之中也格外受到地方政府和相关部门的关注。要做好气象服务,预报精细化以及准确率直接关系到县局为地方政府、为公众服务的质量。因此,天气预报业务能够在为农服务、防凌汛、指导破冰以及春、秋两季的防火工作等方面起到有效的指导作用,而温度预报则是天气预报工作中最直接,最全面反映天气变化的代表结论。呼玛县独特的地理位置和气候背景决定了温度的变化难以把握。为了提高呼玛县的温度预报准确率,更好地为人们生产生活服务,力求在呼玛县每天变化复杂的温度中找出对其变化影响作用较大的因子,并找出在不同的因子组合情况下,温度变化的定量规律,从而形成一套普遍适用的温度预报指标,为温度预报提供参考依据。
影响温度的因子多种多样,纬度、海拔、季节、冷暖平流、降水、日照、风向、风速、水汽、下垫面等都对温度产生影响。对温度预报产生较大影响的因子进行筛选,找到一些主要因子并分别进行分析,如冷暖平流、雪盖、天空状况、天气现象、空气湿度、数值预报产品的合理应用等。
2.1 冷暖平流的影响
冷暖平流是温度预报的难点,冷暖平流往往对应着温度的剧烈变化,此时,数值预报产品的质量也有所下降,预报经验不足往往产生较大误差。通过对历史资料分析,找到850 hPa的温度数值预报产品的预报值与实况的对应关系,建立预报指标。
2.2 雪盖的影响
冬季北方雪盖对气温也有明显的影响,雪的反射率可达0.8-0.9,而正常的反射率只有0.3左右,由于雪盖的影响降低了太阳辐射的吸收率,所以减弱了白天的太阳辐射。
2.3 天空状况的影响
地表吸收来自太阳的短波辐射,再以长波辐射将热量传给大气,从而影响气温变化。云白天减弱地表对太阳热辐射的吸收,使地面受热减少,气温上升缓慢。夜间又阻止低层大气向高层大气的热辐射,使气温下降缓慢。所以,云量、云层厚薄等对气温影响很大。
2.4 天气现象的影响
天气现象中雾、风和降水对气温影响最大。
雾:雾减弱地表对太阳热辐射的吸收,阻止低层大气向高层大气的热辐射,使得气温白天不易升得太高,夜间不易降得太低。
风:风的大小影响到气团热量上下交换。风速大时,有利于气团热量上下交换,白天使气温上升缓慢,夜间使气温下降缓慢,风速小时,则相反。
降水:有降水时,雨滴不断蒸发,吸收周围空气的热量,使地面气温下降。白天、夜间的降水对极端气温的影响各不相同,影响幅度又与雨量大小有关。
2.5 空气湿度的影响
湿空气的热容量比干空气的热容量要大。所以,湿度越大的空气增温和降温都越缓慢,反之则越迅速。
2.6 数值预报产品的合理应用
目前数值预报产品已经成为预报员制作预报的主要工具,但是由于天气预报的复杂性,必须加强数值预报产品的检验和应用研究,合理应用数值预报产品这个工具,建立适应当地的预报指标。
应用天气学原理,实况资料反推等的研究方式,在大兴安岭这种特殊的林区山地小气候条件下的温度预报工作中具备一定的可行性。通过逐日逐月分析欧洲和地面观测资料实况,利用2004-2008年的资料分析、分型后并得出温度预报指标,再用2009-2013年的资料代入验证进行指标订正。利用各相关气象要素的逐日资料划分四季,根据不同时间的温度资料划分为:3-5月为春季、6-8月为夏季、9-10月为秋季、11-次年2月为冬季。经过长时间分析、验证、补充最终得到适用于呼玛当地的温度变化指标。本文所用指标温度,均为硬性数字,具体预报时可根据实际情况上下浮动两度(±2℃)。TMIN:最低气温;TMAX: 最高气温 ;T850,20:EC850 hPa20时预报场温度线,采用前一日预报场温度。
3.1 春季温度预报指标
(1)冷涡,多云,全天无太阳出现。 TMIN=T850,20+(2~4),TMAX=T850,20+10
(2)晴天。 TMIN=T850,20+4,TMAX=T850,20+12(脊前有风);TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+12 (脊前无风);TMIN=T850,20+2,TMAX=T850,20+12(处于高压中心脊中有微风);TMIN=T850,20-1;TMAX=T850,20+12 (处于高压中心脊中无风);TMAX=T850,20+14(连续两天晴天)。
(3)整夜多云或者有降水。TMIN=T850,20+7,TMAX=T850,20+12。
(4)TMIN还可根据当日EC850 hPa08时温度场预报。 晴天:TMIN=T850,08±2,多云:TMIN=T850,08±2,阴雨:TMIN=T850,08±2。
3.2 夏季温度预报指标
(1)冷涡,多云,全天无太阳出现。TMIN=T850,20+2,TMAX=T850,20+13;TMIN=T850,20-3,TMAX=T850,20+13 (晴 转多云)。
(2)晴天。TMIN=T850,20+4,TMAX=T850,20+12(脊前有风);TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+12 (脊前无风);TMIN=T850,20+2,TMAX=T850,20+12(处于高压中心脊中有微风);TMIN=T850,20-1;TMAX=T850,20+12 (处于高压中心脊中无风)。
(3)整夜多云或者有降水。TMIN=T850,20+3,TMAX=T850,20+11;TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+15(雷阵雨天气)。
(4)TMIN还可根据当日EC850 hPa08时温度场预报。 晴天:TMIN=T850,08-1,多云:TMIN=T850,08+2,阴雨:TMIN=T850,08+(2~4)。
3.4 秋季温度预报指标
(1)冷涡,多云,全天无太阳出现。TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+(10-13);TMIN=T850,20-2,TMAX=T850,20+17 (冷暖交替,冷空气侵入,转折性天气);TMIN=T850,20-3,TMAX=T850,20+10 (晴转多云)。
(2)晴天。 TMIN=T850,20+4,TMAX=T850,20+12(有风);TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+12(无风);TMAX=T850,20+12(连续两天晴天)。
(3) 整夜多云或者有降水。 TMIN=T850,20+(4-6),TMAX=T850,20+12;TMIN=T850,20+2,TMAX=T850,20+11 (雷阵雨天气)。
(4)TMIN又一确定方法是根据当日EC850 hPa08时温度场预报。晴天:TMIN=T850,08-5,多云:TMIN=T850,08+(-2-0),阴雨:TMIN=T850,08+(3-5)。
3.4 冬季温度预报指标
(1)冷涡,多云,全天无太阳出现。TMIN=T850,20-7,TMAX=T850,20+4;TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+8 (无风);TMIN=T850,20-14,TMAX=T850,20-8(晴转多云);TMIN=T850,20+6,TMAX=T850,20+8(冷暖交替,冷空气侵入,转折性天气,有霜无风);TMIN=T850,20+1,TMAX=T850,20+8(冷暖交替,冷空气侵入,转折性天气,有风无霜)。
(2)晴天。 TMIN=T850,20-5,TMAX=T850,20+9(无风);TMIN=T850,20+5,TMAX=T850,20+9 (有风);TMIN=T850,20-7,TMAX=T850,20+9(能见度低);TMIN=T850,20-12,TMAX=T850,20-1(有冰针现象);TMIN=T850,20-14,TMAX=T850,20-7(有烟幕现象);TMIN=T850,20+2,TMAX=T850,20+10(有风无霜);TMIN=T850,20-4,TMAX=T850,20+1(冷暖交替,转折性天气);TMIN=T850,20-9,TMAX=T850,20+9(多云转晴)。
(3)整夜多云或者有降水。TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+6。
(4)TMIN还可根据当日EC850 hPa08时温度场预报。晴天:TMIN=T850,08-14,多云:TMIN=T850,08-13,阴雨:TMIN=T850,08+1
进入初春时,冷暖空气交换加快,由于季节交替,昼夜温差很大,日间升降温幅度也比较大,下垫面是残雪和裸地混杂,造成预报难度加大。高空温度逐渐转暖,一般由-20℃左右向-10℃变化。最高温度一般在3月下旬出现零上,白天风力略有升高。真正进入春季时,回暖明显,高空一般-10℃以上,白天最高在0℃以上,4月末出现异常高温天气增多,逆温天气减少。进入春夏交换季节时,温度回升明显,高空5向15℃上升,最高开始出现30℃左右天气,白天阵性降水增多,出现短时强对流天气。进入夏季,是降水集中期,多局地阵雨,温度回升明显,最高开始出现30℃左右天气增多,上下温差较大,阵性降水天气增多,出现短时强对流天气,温度预报难度增大,预报时注意午后强对流影响温度上升情况出现。8月是夏季的最后一个月,上旬秋老虎季节也会有几天高温炎热天气出现,暴雨天气也集中在这一时段,多局地阵雨,温度预报注意降水产生时间对温度的影响,还有降水过后空气湿度升高对温度预报的影响。9月是夏秋转换的季节。高空T850 hPa,20时逐渐下降,冷空气一次比一次强,地面出现霜冻。冬季逆温天气发生个例较多,常伴有烟雾或轻雾出现。
1002-252X(2017)03-0045-02
2017-6-1
孟 杨(1982-),女,黑龙江省呼玛县人,成都信息工程学院,本科生,工程师.