邵阳市分级降水预报方法研究

吕校华 吕巍伟 王楚风 金宣喜 唐佐阳

摘要：利用邵阳市1971-2017年10个代表站的降水资料，参照预报评分的时段，对白天（8：00-20：00）和晚上（20：00-8：00）进行分段统计，用统计方法把降水划分为4个等级，结合天气形势进行分析，寻找各级降水的预报方法，结果表明，

关键词：分级降水;预报方法;天气形势

1 引言

随着社会经济的发展，人们对天气预报的需求越来越大、要求也越来越高，天气预报的准确率越来越受到全社会的普遍关注。中国气象局郑国光局长提出要“依靠科技进步，千方百计地提高预报预测准确率和服务能力，全力以赴做好气象预报服务工作，是中国气象局党组考虑的首要工作。”作为天气预报工作的一个重要方面，预报的准确与否一直是各级领导和全社会关注的焦点，因此预报质量成为评定预报工作成绩的重要依据。

进入21 世纪后，我国各级气象局业务管理人员对预报管理越来越细，对预报评分办法不断进行了完善，有利于客观评价一个预报员的预报业务水平和工作能力。在提高预报质量方面，国内外气象学者、专家、预报业务工作者做了一些对预报员很有参考价值的研究工作[1-6]，在分级降水预报研究方面，李如瑜等[7] 对新疆夏季降水的区域特征进行了分析，刘波等[8] 对新疆区域分级雨日和雨量进行了特征分析。肖开提·多莱特[9] .对新疆两级标准进行划分。林振敏等[10] 对广西6-8月分级降水的气候特征进行了分析。苗运玲等[11] 对哈密地区5-9月分级降水进行分析，得出各级降水日数中小雨日数最多，占总雨日的90.03%，5-9月雨量将近一半是由小雨提供的，一半是由中雨以上的降水提供的。从湖南省城镇天气预报综合质量排名情况来看，我市平均处在中下水平，根据晴雨、分级降水、最高气温、最低气温、风向风速等各个项目分析，影响我市预报质量靠后的项目主要是分级降水，10多年来，我市分级降水的预报质量都是在全省后三名中，大多数年份是倒数第一。为了提高我市分级降水预报的准确率，摆脱排名靠后的局面，我们对分级降水进行了研究，提出了分级降水预报方法指标，以提高城镇天气预报准确率中的分级降水预报水平。

2 资料和方法

本文所用资料为邵阳市气象观测站（区站号57766）和9个县共10個代表站1971-2017年的降水资料，按照中央气象台的各级降水划分标准进行分级。各级降水量标准：小雨12小时降水0.1-9.9㎜，中雨12小时降水10.0-24.9㎜，大雨12小时降水25.0-49.9㎜，暴雨12小时降水50.0-99.9㎜。

3 邵阳各级降水发生的特点

我们统计了邵阳1971-2017年的降水资料，降水时段分为12小时时间段20-08，8-20，24小时时间段20-20三种时间段的各级降水日数。

1.各月20-08时、08-20时各级降水平均分布日数

从上表可知，12月到3月晚上的各级降水都要多于白天的各级降水，4-7月小雨、中雨白天多于晚上，暴雨主要出现在5-8月，其中6月最多，5-7月白天和晚上出现暴雨的次数基本上差不多。8月白天无暴雨，1、2、3、4、9、11月无暴雨。从全年来看，晚上出现暴雨的次数比白天要稍多些。

从上表可以看出，邵阳24小时内的各级降水里，小雨级降水日数最多，从月际分布来看，小雨级降水主要分布在1-5月，中雨主要分布在3-6月，大雨主要分布在4-6月，暴雨主要分布在5-7月。

4 各级降水与天气系统的关系

我们选取了100次降水天气过程进行了统计分析，其结果如下表所示。

5 邵阳市各级降水预报方法

5.1降水形成的条件：

5.1.1 一般降水形成的天气学条件[12] ：

水汽条件、垂直运动条件，云滴增长条件，这三个条件中的前两个是属于降水的宏观过程，主要决定于天气学条件，第三个条件属于降水的微观过程，主要决定于云物理条件。前两个条件表现的形式或强弱不同，可能带来天气的降水差别就较大。

5.1.2  暴雨形成的条件[13] ：

充足的水汽供应、强烈的上升运动、较长的持续时间。

边界层辐合系统：强降水发生前，925hPa有切变线或地面有辐合线（少数情况：切变可到达850hPa;强对流相应区域中有95%中低层有切变线，100%出现了地面辐合线）。

地面：辐合线或低压，白天晴空增温增湿显著。

低空急流与暴雨的关系：

①低空急流的出现有利于暴雨的形成：

i）输送水汽，水平水汽通量辐合;

ii）输送暖湿气流，导致大气产生不稳定层结;

iii）产生上升运动;

②暴雨产生于低空急流的左前方（200公里）。

③低空急流与暴雨相互作用——经向垂直环流与暴雨的相互作用。

（2）切变线和低涡

这里说的切变线是指低空850hPa和700 hPa等压面上具有气旋性切变的风矢量变化急剧的不连续线。切变线常与地面锋系相配合，是由代表南下冷空气的偏北风与代表暖空气的偏南风相遇而形成，这种切变线称为冷式切变线。在冷空气减弱变性阶段，变性高压脊后部的东到东南风与西南风之间形成的切变，或在变性高压脊后部出现的倒槽里形成的切变称为暖式切变。冷式切变和暖式切变都可造成邵阳的暴雨。由于切变线一般位于地面锋的北方并与锋保持一定距离，所以邵阳出现暴雨时，切变线往往在中部以北。如果切变线南移到邵阳的南部地区，邵阳的强降水基本结束。当冷式切变自北方移到湖南时，如果华南地区吹西到西南气流，则有利于切变的维持;如果吹偏东风时，切变极易消失。低涡的东部和东南部最有利于暴雨，所以低涡位于四川、贵州和重庆时最有利于邵阳出现暴雨。

（3）边界层辐合渐近线

边界层辐合渐近线，通常是指925hPa或850hPa上的南北向的西南风和东南风的辐合线，这是由较冷的变性高压脊后部的东南风和暖湿的西南风的辐合，当达到一定程度时，就可能触发强降水发生。2005年5月31日湖南下了大暴雨到特大暴雨，其中邵阳太子庙乡130min降水量达163mm，造成严重的洪涝和泥石流等灾害。一条辐合线位于长沙～湘潭～娄底～邵阳一线，另一条辐合线位于桃源～安化～冷水江一线，与强降雨落区基本一致。

5.2 分级降水天气的预报着眼点和方法

1.从时间上考虑各级降水的预报，12月-5月当有降水系统出现时一般要多报小雨，占95%，3-5月要适当考虑预报大雨量级，当5月份白天预报雨时，预报中雨要占42%以上，即大约有二分之一的情况要报中雨。6-8月要考虑预报暴雨，其他时间少考虑暴雨或者不考虑暴雨。

2.从天气系统来考虑，当高中低三层都有系统配合时，预报暴雨。中、低层有系统配合报大雨，低层和地面同时有辐合线时报中雨，低层或地面有系统时报小雨。

3.预报模式方程

设Y=X1+X2+X3+X4+X5+X6

其中X1是指925hPa切变线、X2地面切变线或辐合线、X3：850hPa切变线、X4：700hPa切变线、X5500hPa槽线 X6低空急流，凡出现某一种现象，X值就取1，没有出现就取0.当Y值≥5时，预报暴雨;当Y值=4时，报大雨;当Y值=3时报，中雨;当Y值=1或2时，报小雨。

6  小结

分级降水预报在城镇天气预报评分中，占据比例大，是影响预报质量高低最重要的一项，一个单位城镇天气预报质量的高低关鍵是分级降水质量的高低，必须引起高度重视，预报业务人员在工作中必须进行不断研究，完善预报方法，提高预报能力，为政府部门做好防灾减灾服务。

参考文献：

[1] 李润春，高俊寿，李素敏等.用数值预报产品制作阳泉分县降水预报[J].山西气象，2002，3：1-3.

[2] IPCC.summary of policymakers of climate 2007：The physical science basis contribution of working Group  to the bourth Assessment report of the Intergovernmental ponel on climate change[M].combrige，uk and New York.USA：cambridge university press，2007.

[3] 孙秀博，李清泉，魏敏.1960-2009年中国年降水量的年际及年代际变化特征[J].气象，2012.38（12）：1464-1472.

[4] 伍红雨，杜尧东，陈桢华，等.华南雨日、雨强的气候变化 [J].热带气象学报，2011.27（6）：877-888.

[5] 伍红雨，杜尧东，秦鹏.华南暴雨的气候特征及变化[J].气象，2011.37（10）：1267-1275.

[6] 李如瑜，唐冶，蔡仁，等.新疆夏季降水的区域特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2007，1（5）：15-17.

[7] 刘波，肖子牛.1961-2005年新疆区域分级雨日（量）的气候特征[J].干旱区地理，2011，34（3）：419-428.

[8] 肖开提·多莱特.新疆降水量级标准的划分[J].新疆气象，2005，28（3）：7-8

[9] 林振敏，姚才，郑宏翔，等.广西6-8月分级降水的气候特征[J].气象研究与应用，2007.28（2）：

[10] 苗运玲，桌世新，宋良奕，等.近54a密地区5-9月分级降水气候特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2015.（z）：30-34.

[11] 朱乾根，林锦瑞，寿邵文，等.天气学原理与方法（第四版）[M].北京：气象出版社，2014：320-321.

[12] 朱乾根，林锦瑞，寿邵文，等.天气学原理与方法（第四版）[M].北京：气象出版社，2014：321-323.

作者简介：

吕校华（1963年-），男，湖南邵阳县人，高级工程师，主要从事天气气候、气象灾害防御工作。

（作者单位：邵阳市气象局）