两次强降雪过程EC预报能力检验

曹 蕾 ，乔馨慧

（1.哈尔滨市气象台，黑龙江 哈尔滨150028；2.黑龙江省气象局，黑龙江 哈尔滨 150000）

1 过程简述

2020年2月下旬，哈尔滨市出现了两次较大降雪天气过程，分别发生在2月21-22日、2月28日-3月1日，两次降雪过程均呈现持续时间长、降雪总量大、分布不均、相态变化复杂等特点，平均降雪量均达到了大雪或以上量级；降雪期间气温波动较大，冻融交替导致道路结冰，给城市道路清冰雪、交通运输、市民出行及疫情防控等工作带来一定影响。两次降雪天气过程的共同特点一是持续时间长，降雪量大，哈尔滨东南部为全市的降雪中心。二是天气形势类似，两次过程均有南来暖湿空气与西来冷空气交汇影响，天气系统相对稳定。因此，在对该类天气系统进行跟踪预报过程及订正后，基本可以做到提前3 d以上进行相对准确的预报。

2 环流背景

2.1 2月21日-22日降雪过程

2月21日高空槽过境，500 hPa有西南来的强暖湿气流和槽后弱冷平流交汇造成降雪天气。大风速轴出口位于哈尔滨南部地区，有良好的水汽输送，呈辐散状。850 hPa哈尔滨位于槽前，有暖脊影响哈尔滨。哈尔滨西南地区呈明显的风速辐合。配合地面低压移入，21日上午冷锋过境开始降雪。20时涡中心向东南方向移动，哈尔滨西部、北部县市有两条切变线，有利于降雪天气维持。

22日08时低压主体影响东部县市，同时低压北部有一股冷空气从大兴安岭南下，配合地面弱西南暖湿气流，在低压后部形成小尺度涡旋，并对哈尔滨西北部县市造成影响。地面西南气流维持至22日午后，为降雪提供水汽条件并与低压后部的偏北气流不断交汇，形成切变，形成了第二个降水时段。22日20时地面高压逐渐影响黑龙江，转为一致的偏北气流，降雪过程结束。

2.2 2月28日-3月1日降雪过程

2月28日高空500 hPa呈两槽两脊，08时850 hPa有暖脊影响黑龙江南部地区，北部贝湖以东有冷中心，结合风场来看，冷空气输送较弱，有冷暖平流交汇。850 hPa黑龙江南部有西南方向的大风速带，出口区位于哈尔滨西北部的巴彦县附近，对应地面降水中心位于哈尔滨西北部区县。地面场实况显示28日08时，有一个地面高压中心位于哈尔滨东北部，地面低压中心位于内蒙古东北部地区，地面高压的存在导致降水后期低压移动方向转向东南，系统移速减慢，降雨区域也随之南移。降水分为两个阶段，前期受蒙古低压前部的暖锋影响开始降水，后期转为暖锋后的东北冷涡降水。

2.3 物理量场条件

2.3.1 水汽条件

对比两次强降雪过程中比湿场，在925 hPa上比湿均为2 g/kg左右，在850 hPa上为1.5 g/kg左右。对于黑龙江冬季降水来说，水汽条件较为充沛。

2.3.2 T－lnP 图

两次强降雪开始时大气底层均有逆温，为偏东风，底层有强的暖平流，维持时间超过12 h。但是2月28日08时降雪即将开始时，2 km以下水汽条件并不好，水汽较好的层次在2－6 km。这也是东北冬季一种典型的降雪水汽输送形势(图1)。

图1 2020年2月(a)21日08时、（b）28日08时TlnP

2.3.3 动力条件

两次强降雪过程中散度场分布来看，2月21日过程中08时400 hPa以下均为辐合上升区，且各层差异不大。22日08时，当地面低压后部出现偏北风与西南风的新的切变后，在850 hPa以下出现了中心强度为－3.5*10－4/s的散度场，中心在黑吉边界124°E，45°N，哈尔滨处于强辐合区的东侧梯度大值区；2月28日08时的强降雪过程开始时在散度场看，700 hPa以下均为辐合区，最小散度出现在850 hPa为－2.5*10－4/s，水汽源明显。

3 EC预报能力检验

3.1 21－23日降雪过程能力检验

3.1.1 500 hPa高度场预报能力检验

EC 预报场提前 156 h（14日 20时）、108 h（16日20时）、60 h（18 日 20 时）及 12 h（20 日 20 时）的预报场在中高纬地区均表现为一槽两脊的形势，起报时间越晚越接近实况。14日东部脊强，冷涡移速会减慢，因此预报的降雪开始时间晚，且持续时间长。随着时间逐渐接近，高度场调整后东部脊变弱，到20日20时的预报场与实况趋于一致。

3.1.2 EC 850 hPa温度预报能力检验

850 hPa 温度场在降雪前 1、3、5、7 日的预报场比较稳定，形势分布上黑龙江南部的暖脊和蒙古的冷中心位置与实况场相比基本一致，但是强度有一定变化。以21日08时影响本地的暖脊为例，156 h（14日20时）和 12 h（20日20时）的温度预报与实况基本接近，但 108 h（16日20时）和60 h（18日 20时）该暖脊的强度均略强于实况值，约为2℃左右。同时注意到贝湖东北部的冷涡，各时次的预报场位置基本接近，但强度均偏弱于实况。最接近的是16日20时起报的温度场，高于实况4℃，其它各时次预报场高于实况的6－8℃。

3.1.3 EC 850 hPa风场预报能力检验

提前156 h起报的850 hPa场可以看出，其对21日08时内蒙古东北部的涡预报的位置与实况非常接近。且随着时间的临近，风场强度调整，850 hPa的风力减小，与实况接近。各时次预报场的急流（或大风速轴）位置与实况接近，风速出口均位于哈尔滨西北部地区。

3.1.4 EC地面风场预报能力检验

21日08时，地面实况显示哈尔滨地区受地面高压控制，内蒙古东北部有一个地面低压东移，即将影响黑龙江。四个时次的预报场对地面低压中心位置的预测与实况接近，中心强度随预报时间的临近逐渐减弱并接近实况，但对东部高压的移速预测过快，高压的存在可能造成地面低压移速减慢，方向转向东南向。

在此次降水过程中，造成预报偏差较大的是对小尺度系统的预测不够准确。22日14时地面低压后部出现新生切变，地面风场的预报稳定性差，实况显示，受强暖气流北上，造成南下的弱冷空气分流，第二股冷空气南下过程中与北上的暖空气在哈尔滨地区形成一条切变线，而18日、20日20时的预报场没有预测出北上的暖空气，为一致的脊前偏北气流，导致降雪量预报偏小。14日、16日的预报场有暖空气北上，但暖平流强度较实况偏小。

3.2 2月28日降雪过程EC预报能力检验

3.2.1 500 hPa高度场预报能力检验

EC 预报场提前 156 h（21日 20时）、108 h（23日20时）、60 h（25日 20时）及 12 h（27日 20时）的预报场在中高纬地区均表现为两槽两脊的形势。其中21日20时的预报场对系统位置预测整体偏南、强度偏强，其它时次预报场均与实况接近。

3.2.2 EC 850hPa温度预报能力检验

850 hPa温度场预报在此次降雪过程中与实况差异较大，对贝湖以东的冷涡预测，各时次预报强度均偏弱约6-8℃。21-25日三个时次的预报场对位于我省西部的暖脊位置预测不准确，只有27日20时的预报场暖脊位置和强度与实况最接近；21日20时预报场中暖脊位置较实况偏西10个经度，差异较大，同时未预测出北部的强冷中心23日20时预报场对暖脊位置预测偏西、偏北；25日20时预报场显示暖脊强度较实况强2℃，位置略偏西。

3.2.3 EC 850 hPa风场预报能力检验

随着预报时间的临近，850 hPa预报场低涡中心逐渐北调，中心风速逐渐调整减小，急流轴（大风速中心）随时间临近东移，逐渐接近实况。

21日20时预报场的急流轴较实况偏西两个经度，出口区位于内蒙古东部；23日20时的预报场存在低空急流，急流轴位于吉林辽宁的西边界；25日20时预报场低涡东侧切变为南北向，与实况的东西向存在偏差，南气流位置也较实况偏西；27日20时预报场显示，黑龙江南部的低空急流强度、位置与实况接近，出口区位于哈尔滨西部。

3.2.4 EC地面风场预报能力检验

实况显示28日08时有两个地面低压，中心分别位于内蒙古东北部和黑龙江西南部。随预报时间的临近，系统移度加快。21日20时预报场显示，两个地面低压中心位置均偏西偏南，预测系统移速慢，西部低压中心风速更大，对降水开始时间预测更晚；23日20时预报场西部低压位置偏南，东部低压中心的位置偏西，地面风速较实况强，未预测出低压东部的切变线；25日20时预报场低压中心位置与实况接近，但东部低压偏南气流较实况强、风速大，切变线偏南；27日20时预报场与实况接近，两个地面低压中心位置、强度与实况一致，低压底部的切变线位置与实况吻合，东部低压前侧的切变线，预报场比实况略偏南，可能导致降雨落区预报偏差。

3.2.5 28日08时地面低压的预报检验

地面实况显示28日08时，有一个地面高压中心位于哈尔滨东北部，地面低压中心位于内蒙古东北部地区，地面高压的存在使低压移动方向转向东南，移速减慢，降雨区域也随之南移。21日20时起报的预报场对低压的移速均较实况落后、强度也较弱，其他时次的预报场相对稳定，对地面低压的预报较为准确，但临近的三个时次均未预测出东部的地面高压，导致后期地面低压在预报场移速过快，移动路径有偏差。

4 小结

(1)两次过程中EC预报场对500 hPa环流背景的预测稳定性好，准确性高，在降水开始前五日的预报场可信度已经很高，并随着预报时次的临近，与实况逐渐吻合。

(2)850 hPa温度场预报在两次降雪过程中表现差异大，在21日过程中，温度预报与实况接近，对冷暖中心位置的预测较为准确，但在暖脊强度的预报上有4-6℃的误差。在28日的过程中温度预报较差，对冷涡位置、强度预测始终存在误差，对暖脊的预报在降雪前一天，即27日20时的预报中调整到与实况接近。

(3)850 hPa风场预报随着时间逐渐调整接近实况，在降水开始前36 h的可信度高。21日过程中，850 hPa的风场预报对高空冷涡位置预测准确，风场强度也随预报时间临近调整，接近实况。28日过程的预报准确率较21日差，降水开始前7日的预报场偏差最大，系统整体偏西、偏南，但随着预报时次临近，预报场进行调整冷涡中心北调，高空急流位置向东调整，与实况接近。

(4)EC预报场在对地面切变的预报上，可以预测出强切变线的出现，但对其定位存在较大偏差，随着预报时次临近可以调整至接近实况。对小尺度局地性强的切变无法做出预测，导致局地性强的降水出现漏报。