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文檔簡介

開場問題客觀數值模式在特定降雨類型中有多大成效?預報員在特定降雨類型的模式訂正中作用?了解東港市北山和西山地形對特定天氣的響應?山地—平原過渡區平原—海洋過渡區3臺階2過渡123地形特征:東港—丹東—遼寧—中國地形輪廓:金元寶—大白菜—豬后腿—大公雞年降水量:東港、丹東、遼寧、全國、東亞天氣分析流程:尺度,大-中-小地形尺度、天氣尺度、分析流程三匹配副高偏北形勢下的斜升氣流對稱不穩定強降雨的預報流程及其他(所謂“副高后部暴雨”)2023年8月一、回顧與線索追述(一)基本實況提供給我們的線索16日:移動性冷渦,東南部,斜升氣流對稱不穩定,暖區降雨,漏報莊河東部---東港北部---市區北部一線降雨集中區,九連城暖區暴雨(142.5毫米)22日:高空槽(低空冷鋒)前部降雨,遼西達到暴雨,槽距離丹東較遠,遼東丹東未達到暴雨,不是對稱不穩定降雨,是分散暖區降雨,冷鋒過來時沒有形成對稱不穩定結構;

一、回顧與線索追述(一)基本實況提供給我們的線索26日:超短波槽(合適的位置和強度)東南部,斜升氣流對稱不穩定,暖區降雨,漏報莊河東部---東港北部---市區北部一線降雨集中區,但預報沒指出點位,與16日屬于同類型降雨;一、回顧與線索追述(一)基本實況提供給我們的線索27日22時至28日19時:移動式北推,分散,不成一線;一、回顧與線索追述(一)基本實況提供給我們的線索28日20時至30日07時:比26日更強的西風波動緩慢東移,合適的位置和強度)東南部,斜升氣流對稱不穩定,暖區降雨,漏報莊河東部---東港北部---市區北部一線降雨集中區。與16日屬于同類型降雨;一、回顧與線索追述(一)基本實況提供給我們的線索8月4日-5日:北部:鋒面降雨;南部:暖區降雨,莊河東部---東港北部---市區北部一線降雨集中,與16日屬于同類型降雨;一、回顧與線索追述(一)基本實況提供給我們的線索小結:5次過程中,有4次過程有暖區暴雨發展(16、26、28日至30日、8月5日);一、回顧與線索追述(一)基本實況提供給我們的線索有2次過程有移動式冷鋒或槽線(關鍵是有移動、而非準靜止,22日、8月4-5日)(二)地理空間分布、系統分布特點:有共性嗎?通過前述分析,發現雨區分布各有其主:1、隨天氣系統空間分布:與明顯鋒面或槽線對應的:22日、8月4-5日,在地區或遼北,是否是意味著這種槽一旦直接到丹東地區,暖區暴雨維持時間短?;與鋒面或槽線對應不明顯的:16、26、27、8月5日(二)地理空間分布、系統分布特點:有共性嗎?通過前述分析,發現雨區分布各有其主:2、地理空間分布:16、26、28-30、8月5日山-海平原抬升觸發,地形動力抬升,觸發條件對稱不穩定達到對稱不穩定爆發-穩定單體群現狀對流暴雨(無大風、弱雷電、短時降雨占比達的持續降雨)(三)降雨分布給我們的一般規律性啟發實況分析或模式場分析流程六步法原則:從大到小、從定性到定量、從云雨到溫度、從預報到影響大尺度形勢及各個系統分布:大模型、分析場;天氣尺度直接影響系統:順時針記憶、低緯度高緯度;處于天氣尺度直接影響系統何部位:部位不同、天氣不同、衍生的中小尺度系統不同;此部位能否發生中小尺度天氣系統(關鍵步驟):對流降雨、穩定降雨、混合降雨:干對流、濕對流:分散單體、多單體聚合、超級單體、颮線、龍卷:位勢(對流)不穩定、CISK、對稱不穩定:線狀對流、團狀對流、分散對流、嵌入型對流(如鋒區中):單體或群縱向移動、橫向移動:移速、移向:空飄直線移速,例:天氣尺度(波槽雨區)每天移動10度經度,每小時約42公里;大連—丹東7小時;中尺度:20-50公里不等,典型25公里,還有準靜止動態更新的;此部位對應的天氣:天空狀況、天氣現象、氣象要素(氣溫)等;此部位可能引起的“三性天氣”及其帶來的影響;大尺度形勢—2、天氣大尺直接影響系統—大尺度形勢——1、大尺度形勢—大尺度形勢——3示例:2、對過程降雨和氣候降雨分配的認識獨立天氣系統內部靜態分配。靜態天氣系統三維結構:溫帶氣旋(鋒面)、東北冷渦、晴空積云對流等。獨立天氣系統空間動態分配。慣常移動路徑、實時移動路徑有關:旋轉冷渦、平推鋒面、槽線東移等空間分配。列車效應:多個單體縱向排列一線、近縱向移動;旋轉冷渦:多日多輪雷雨;時間分配。停留時間長短,時間重疊等:圓形系統如氣旋相對慢,線型系統如波槽相對快,午后山區熱對流積云單體更替似靜止;下墊面作用再分配。途經區域下墊面動力、熱力狀況遼東半島東部,北方年降雨量中心;距離海岸線的陸地午后熱對流;山峰對流強(冰雹)、平原對流弱(少);(三)降雨分布給我們的一般啟發3、對雨強、雨量的具體感受認識雨強超過20毫米/小時的系統有哪些:積云單體、多單體聚合、超級單體、颮線、龍卷、層積混合的(鋒內中尺度雨區、氣旋錮囚鋒附近等),以中尺度對流系統為主。持續時間長、累積雨量大:江淮氣旋、河西倒槽、冷渦東南象限、臺風降雨,準靜止鋒等,以穩定性、持續時間在24小時以上為主。小時雨強--大、持續時間---長(關鍵):斜升氣流對稱不穩定:2小時左右-12小時不等,可以短暫減弱,然后再啟動,累積可達3天以上。(致災性強)。天氣系統部位、地理空間位置、降雨靜態動態分布決定了它:雨強大、持續時間長主要是高能(假相當位溫高值軸與低空急流疊加),通常是兩個以上系統的組合,常見的是:副高邊緣濕熱氣流配合弱西風帶系統上升區,如上述四次過程根據你預報的降雨量和持續時間,估計雨強和集中時段:如24小時大暴雨120毫米,平均5毫米/小時,如集中時段長度6小時,每小時近20毫米!因為集中時段占比總雨量很大!再看看這種系統是否可能?(三)降雨分布給我們的一般啟發二、焦點問答為了集中解答問題,采用簡潔的問答方式來討論,也可以隨時提出問題。(一)相關天氣過程回顧和體會主要天氣過程

4次:7月16日06時前后-17日9時前后:漏7月22日08時-23日07時:空7月26日21時-30日07時暖區暴雨過程三階段:累積較大降雨(實況超量)7月26日21時-27日21時:(輻合區雨區僵持階段)7月27日22時至28日19時:(輻合區雨區北推階段)7月28日20時至30日07時:(輻合區雨區南下階段,實際29日1點開始,20時峰值過去):8月4日至5日:(是否指定東港北部暖區暴雨?)東港北部還有一個東西帶狀暴雨區,北進南退過程,共性!(8月13日,槽線+低渦暴雨,穩定層結,央臺預報最好)小結:近期大尺度和天氣尺度形勢是操盤手,負責操盤布局。設定風場(物質流,組成物質是水)、并賦予屬性,即熱力指標如溫度、含水量等,動力指標如速度,輻合輻散,不穩定(含位勢條件不穩定或對流條件不穩定、CISK、條件性對稱不穩定)(二)4次相似過程的概念模型和經驗指標二、焦點問答主角1(氣候操盤):穩定副高(或類副高氣團)偏北主角2(天氣擇日):平直穩定西風帶波動(小波谷過境)配角1(物能供應):700百帕以下南風+340K以上假相當位溫軸向夾角小于90度。配角2(動力深厚):200百帕急流軸入口右側。影響區域(落區確定):丹東位于584-588線之間,低空偏南風大值軸的左前方,340K區域內。穩定持久(累積效果):冷空氣位于584-576線之間。(三)類似過程中如何使用數值模式產品二、焦點問答為了集中解答問題,采用簡潔的問答方式來討論,也可以隨時提出問題。實況分析場(實況天氣圖+模式初始場):六步法+概念模式

,確定操盤手是否出現!中尺度模式產品:確定單體雨型、對流降雨占比、對流降雨區域風場和假相當位溫場(340K):確定對稱不穩定發生列車效應,大降雨發生超過模式預報量觸發地,三級臺階分配(三)類似過程中如何使用數值模式產品二、焦點問答為了集中解答問題,采用簡潔的問答方式來討論,也可以隨時提出問題。16米+-/秒低空風速200百帕急流軸斜升氣流不穩定二、焦點問答(三)類似過程中如何使用數值模式產品對流有效位能相對小、K指數大值區、PW大值區對流有效位能相對小、K指數大值區、PW大值區二、焦點問答(三)類似過程中如何使用數值模式產品對稱不穩定斜升氣流實景云:降雨量產品二、焦點問答(三)類似過程中如何使用數值模式產品有了前述概念模型、關鍵物理量分析后,降雨量則是個需要進一步選擇確認的量:否定、修正、采納,時間、落區、量級均可以改變。比如用你的統計事實改變它。注意:模式輸出產品量大,但他們是相關性的,可以分成幾組動力、熱力、對流等,看關鍵指標對比1:對比2:降雨量產品二、焦點問答(三)類似過程中如何使用數值模式產品降雨量產品二、焦點問答(三)類似過程中如何使用數值模式產品對比3:降雨量產品二、焦點問答(三)類似過程中如何使用數值模式產品對比4:降雨量產品二、焦點問答(三)類似過程中如何使用數值模式產品對比5:降雨量產品二、焦點問答(三)類似過程中如何使用數值模式產品對比5:尋找大降雨的線索:總雨量是單體對流雨量的累加……降雨量產品二、焦點問答(三)類似過程中如何使用數值模式產品通過對比我們可以看到:數值模式降雨量預報產品并不和其他場量產品完美耦合;中尺度模式在預報有對稱不穩定降雨過程時,性能遠大于天氣尺度模式。(積云)通過大尺度模式和中小尺度模式降雨量的時空分布、累積過程、單體降雨細節活動等的觀察,可以反過來印證對概念模型、經驗指標等的性能判斷和預報結論支持與否,做出肯定或否定模式降雨量預報、上級指導降雨量預報等。數值模式需要人去做取舍,人的作用好比是現在的大模型,人的作用現在也被大模型在模擬,或可超越。數值模式+大模型是大趨勢。但機器學習大模型開發正是需要人的經驗作用。還是離不開人!更不用說具體服務過程了!EC+華為盤古大模型TlogP圖實況和逐時預報產品二、焦點問答(三)類似過程中如何使用數值模式產品特點:弱位勢不穩定、抬升凝結高度低、濕層厚、、自由對流高度低、無冰雹、無雷暴大風、霧低云+大陣雨轉換頻繁(四)如何及時地改正發現降水性質苗頭,調整預報1、為何總在黑溝---長安—古樓子?空間統計平均線:海面—平原觸發生成;平原—山區輻合發展靜止更替大尺度模式分辨率短板2、雨量為何超過模式幾倍?這里的模式基本上是大尺度模式(EC、Grapes等),幾倍到十幾倍。漏網之魚都很大!,小網撈大魚!空間個頭不大,累積量級大、大雨強持續時間長!3、為何持續不斷、穩定維持?位置相對穩定重復、氣候位置基本穩定(2010年一樣)天時地利:盛夏季節時間、天氣系統位置、地理地形位置。4、天氣形勢、數值模式輸出雨量與實測雨量關系?與中尺度模式趨向一致,與大尺度模式差距大,與天氣形勢緊密相連:二、焦點問答天氣形勢概念模型(斜升氣流對稱不穩定暴雨)關鍵物理量指標模式輸出雨量分析天氣系統和氣候地理落區統計精確到若干鄉鎮的落區預報和量級預報(含對流判斷、強度判斷等)小結(五)歷史同類天氣過程舉例二、焦點問答

時段雨量(單位:毫米)1951年以來歷史極值2010年1小時97.0(東港氣象站數據)90.6(以下五龍背鎮氣象數據)3小時259.7(以下黑溝水庫水文數據)211.06小時386.1299.712小時643.3442.224小時657.9497.33天794.3558.1(8.19-8.21)2010年8月20日20時至21日20時降雨量(紅旗站故障)2010年市氣象臺全臺總結文章:參見U盤內《2010年8月20日至21日丹東暴雨預報技術總結》(白華等)(五)歷史同類天氣過程舉例二、焦點問答對于降水,各個產品均預報了這次過程,但預報中心、強度都有一定的偏差,預報中心比實況偏北,降水強度偏弱,MM5對本次過程預報效果最好,雨帶形狀較準確,但是位置偏西南,強度偏弱,韓國中尺度預報也偏北,T639、日本對于本次過程預報位置偏北,且雨帶分布與實況相差太遠,對于高空場形勢預報,各數值預報模式在72小時內預報均較準確,尤其以EC模式最為穩定,但是對于3天以后的預報偏差均有較大誤差,也是EC模式最穩定。(……前略)四、存在不足及工作建議本次天氣過程,反映出了數值預報產品在預報副高后部降雨時的諸多問題與不足,各個數值預報產品對于暴雨落區、強度等意見分

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