赤峰市一次暴雪天气的ECMWF数值预报误差分析

摘要：大尺度数值预报在冬季降雪中误差相对要小很多，降雪过程的大尺度特点能够在数值预报中完美的体现出来。在局地气候特点方面及降水边缘的预报量级上数值预报仍存在较明显的误差，本文利用micaps实况资料、EC粗网格数值预报资料分析了2016年11月20日晚，出现在赤峰南部地区的暴雪天气过程。从中对比这次暴雪预报过程中EC数值预报与实况存在的误差。实际预报为小雪，实况为暴雪。通过对这次过程的预报误差分析，逐渐加深在数值预报应用过程中的误差订正，加强经验与数值预报的紧密结合。该研究对经验丰富的预报员意义深远，尤其在夏天强对流预报中对于数值预报的订正显得更加重要。

关键词：暴雪；模式误差；数值预报；准地转；大尺度

中图分类号： P426.63；P457 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.10.055

我国数值预报的误差研究论文主要集中在20世纪80、90年代，近年该方面研究呈递减趋势。数值预报的飞速发展及年轻预报员的经验不足，使得对数值预报的订正在实际预报业务中很难找到突破口。基础准地转理论的不扎实与预报经验总结不足，导致在一线预报员的实际工作中灾害性天气预报能力难以满足防灾减灾需要。只有搞清楚数值预报的性能，准在哪不准在哪，才能在实际预报中充分应用数值预报，才能抓住灾害预报先机而不会被漏掉。本文主要是引起预报员对数值预报误差问题的高度重视及经验预估。

1 大尺度分析

中纬度大尺度运动的重要特征是具有准水平、准静力平衡、准地转平衡和准水平无辐散的自由大气。准地转理论是在涡度方程中，除散度项外其他各项引入地转关系而计算的大气大尺度运动。在预报分析中需要充分考虑大尺度准地转理论高低空相互影响关系，形成立体分析思维，上下连贯，才能对大的天气形势有准确的把握。

该次过程选取降雪过程的理由是数值预报在降雪预报中性能更加优越，降雪过程更符合大尺度特点，对流特点少，范围广，系统相对稳定。在降雪过程中若能分析到数值预报的误差，那么在暖季数值预报的误差分析更应该高度关注。

2 ECMWF850hpa风场预报与高空观测对比

2016年11月20日20时ECMWF850hpa 流线场48小时、24小时与初始场以及高空实况uv目录下的流线叠加对比未发现明显差异，风速大小不超过4m/s左右的误差，风向误差未超过45°。然而与高空观测plot目录下的风场对比发现，乐亭站的实况风速较邻近格点大了10m/s，这说明数值预报的格点场以及实况资料的格点化对实际观测数据进行了平滑。在850hpa这个层次数值预报的误差相对较大，一是本身的误差，二是在平滑过程中产生的误差。本身的误差订正起来较困难，根据实践经验，低空急流预报易偏小，风向也存在较小偏差，冷空气一侧风速预报稍偏大，风向误差微乎其微。

3 ECMWF海平面气压场在预报中的重要性

在实际预报中地面与高空建立关联的立体思维对预报成败非常重要。这次过程在850hpa风场上代表冷空气的赤峰附近格点为西北风，代表暖空气的北京附近的格点为偏南风，冷暖空气必然会在这中间产生交汇形成降雪，但降雪中心难以确定，预报范围过大。在这种情况下，需要辅助海平面气压进一步缩小落区，大致确定降雪中心，判断降雪量级。在准地转理论中地面系统与高空有很好的对应关系。高空的上升与下沉运动对地面造成的减压和加压十分明显，因此地面系统的分析可以有益补充高空系统分析的不足。冷暖空气交汇中心的确定对降雪中心的确定有指示意义。考虑到850hpa冷锋式切变线两侧风速较为接近，据此判断降雪强度不会太大，实际上冬季降雪强度一般都不大。

4 结论和讨论

欧洲粗网格数值预报是目前全球准确率最高的模式，但模式预报误差的存在是必然的。科学合理的认识模式误差并进行适当订正意义深远。多年的应用实践证明对欧洲粗网格的模式进行适当订正，可以有效避免很多灾害性天气的漏报。根据多年预报实践经验总结出以下几条应用方法：

一是充分了解各季节、各节气气候特点，理清灾害种类，有针对性地分析灾害天气特点。

二是抓住500hpa高度场预报的主要形势，配合海平面气压，验证850hpa风场的准确性，并进行格点平滑误差的订正。

三是实况分析时要使用未经格点化的高空和地面观测的第一手资料，暖季突出分析实况探空的TlnP资料，着重弄清楚不稳定形势。

四是细致研究局地气候特点，如赤峰北侧在大范围雨雪过程中经常存在地面高压阻挡形势，造成赤峰南北部较大降水差异。

五是在大尺度分析的背景下，进行强对流预报时要配合地面区域自动站资料极大风速和最高气温的指示作用。

六是在确定降水中心落区时要牢牢把握住降水过程是冷暖空气的交汇过程。

七是降水预报实质为冷暖空气强弱的辩证分析过程，需要有辩证的思维方式。

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作者简介：訾耀海，本科学历，工程师，研究方向：强对流天气预报方法。