2022年南宁市“龙舟水”暴雨期间模式对比及订正技巧.pdf

during the dragon-boat precipitation period in 2022JJ.Journal of Meteorological Research and Application,2023,44(1):51-56.Liang Daiyarativemericalmodelsandrevisionte rainstorms in NanningLaoda.Anal梁岱云，黄丹萍，苏兆达.2 0 2 2 年南宁市“龙舟水”暴雨期间模式对比及订正技巧 J.气象研究与应用,2023,44(1):51-56.Mar.2023JOURNALOFMETEOROLOGICALRESEARCHANDAPPLICATION2023年3 月与应究象Vol.44 No.1用第44卷研第1期2022年南宁市“龙舟水”暴雨期间模式对比及订正技巧梁岱云，黄丹萍，苏兆达（南宁市气象局，南宁530 0 2 9）摘要：2 0 2 2 年广西出现196 0 年以来最强“龙舟水”，但同期南宁市降雨分布不均，暴雨预报空漏报较多。因此，有必要对2 0 2 2 年“龙舟水”期间南宁市暴雨过程的数值模式与实况降水进行对比分析，总结各模式对“龙舟水”暴雨的预报能力；并通过分析雷达回波、物理量等资料以提高预报员订正技巧。结果表明，中尺度模式对暖区或沿海地形的暴雨有一定预报能力，但需注意消空；南宁暴雨漏报的原因主要是忽视了触发机制、高低层系统相互作用和降雨发生机制，空报的原因主要与数值预报的影响系统预报偏差有关；“龙舟水”期间南宁暴雨的雷达回波路径主要有四种，预判回波源地和移动路径对暴雨落区的短期预报有一定的帮助；“龙舟水”期间南宁市上空不稳定能量及水汽条件较好，应加强触发机制的分析。关键词：“龙舟水”；暴雨预报；数值模式对比；订正技巧中图分类号：P458.1+21.1文献标识码：Adoi:10.19849/ki.CN45-1356/P.2023.1.09引言“龙舟水”指华南地区端午节前后，出现较集中的持续性大范围强降水的自然现象，气象部门一般把从小满节气到夏至节气期间的降水称为“龙舟水”。2 0 2 2 年“龙舟水”期间（5月2 1日一6 月2 1日，下同），广西共出现了5次暴雨过程，全区平均降雨量较常年同期偏多6 成，为1951年以来同期最多，出现了严重的洪涝、山洪及地质灾害，多条河流出现超警洪水。但同期南宁市降雨分布不均，总体北部偏多，南部偏少，南宁市5次暴雨过程与全区暴雨过程重叠只有2 次，其余过程均为局地性暴雨，预报难度较大，暴雨空漏报较多。对于华南“龙舟水”的研究，多名学者对广东“龙舟水”的成因、降水分型、时空分布特征以及一些极端的个例进行了深入研究 1-6 ,广西也有不少对前汛期强降雨个例的分析总结 7-15,其中一些研究发现“龙舟水”期间的强降水有少数个例发生在层结较稳定的条件下 7 ,数值预报对暖区暴雨近地面中尺度辐合线等触发系统的预报偏差和对不稳定能量的低估，造成暴雨预报落区偏差或漏报 13-15。为进一步提高南宁市暴雨预报准确率，增强首府气象服务的主动性，本文立足短期预报，分析南宁市2 0 2 2 年“龙舟水”期间暴雨过程的特点和预报难点，以及数值预报检验，寻找规律和可预报性，以提高预报员对暴雨预报和落区的订正技巧。1资料与方法文中所用实况资料包括：南宁市所辖8 个国家气象站日雨量资料、Micaps4.7天气图资料、广西壮族自治区气象台（下称“区气象台”)短时临近预报业务系统的雷达资料、“天衡天衍”综合气象观测产品系统的南宁站风廓线资料。预报资料包括：区气象台12时降水落区产品、南宁市气象台16 时城镇预报，及多家数值模式2 0 时起报的降雨量预报，包括：中国气象局全球同化预报系统（CMA-GFS）、中国气象局中尺度数值预报模式（CMA-MESO）欧洲中心数值模式（ECMWF）、上海数值预报模式（CMA-SH9）、收稿日期：2 0 2 2-11-2 5基金项目：广西气象科研计划项目“首府南宁极端降水预报技术及应对措施研究”（桂气科2 0 2 2 M13作者简介：梁岱云（197 2 一），女，理学学士，高级工程师，主要从事灾害性天气预报与研究。E-mail：10 37 3147 11 q q.c o m5244卷气象研究与应用广东数值预报模式（CM A-G D）、日本数值预报(JAPAN）、德国数值预报（GERMAN）。利用主观预报及各家数值预报的雨量预报与实况对比，分析其对南宁市暴雨预报的准确率及优势，为今后前汛期的暴雨预报提供参考。利用Micaps资料和数值预报对比，及雷达回波、风廓线资料、环境物理量参数等，总结南宁市暴雨预报空漏报的原因和预报着眼点，为主观订正数值预报提供依据和思路。2预报概况文中将南宁市8 个国家站有一个站日雨量(20一2 0 时)出现暴雨，即定义为一次暴雨过程，一次暴雨过程报对至少一个站暴雨算过程报对。统计2022年“龙舟水”期间，区气象台对南宁市2 4h暴雨预报空漏报情况如表1，可以看到：5次暴雨过程，有3次漏报，2 次报对，空报了4次，过程TS为2 2.2%；过程报对的6 月11日和13日均存在站点空漏报情况。表12022年5月2 1日一6 月2 1日南宁市国家气象站暴雨预报评定表日期南宁市区隆安县马山县上林县武鸣区宾阳县營宁区横州市2022-05-24漏报2022-05-25空报空报2022-05-31空报2022-06-05空报2022-06-06空报2022-06-07漏报漏报2022-06-10漏报漏报2022-06-11漏报空报正确正确空报漏报2022-06-13空报空报空报正确正确空报空报空报“龙舟水”期间，南宁市气象台和区气象台的主观预报及各家数值预报的暴雨以上量级TS评分如图1，由此看出：市气象台和区气象台的TS最高，为17%，空漏报率最低，表明预报员正订正效果明显，其中市气象台空报率较区气象台略低；漏报率一致，表明市气象台有一定消空订正能力；其次为ECMWF和CMA-GD为7.1%和6.7%，两者对比，CMA-GD模式空报率高，漏报率低，其余各家数值预报均未报出国家站点上的暴雨，TS为0。1201008060402006HS-VWOITS周空报率漏报率图1广西区气象台、南宁市气象台及各家数值预报暴雨以上评分3漏报个例分析3.12022年5月2 4日暴雨过程主观预报与实况对比：5月2 3日未来2 4h主观预报（以区气象台12 时降雨落区预报为代表，下同）报南宁市大部中雨，其中武鸣区和隆安县有大雨。2 4日实况为南宁市大部有中到大雨，武鸣区、良庆区及马山西部乡镇局部有暴雨，武鸣站暴雨漏报数值预报对比分析：对比大雨以上落区，形态上以ECMWF较为准确，但南宁境内的暴雨落区位置比实况略偏东，中尺度模式CMA-GD在广西中部、南部报了大范围的大雨和暴雨的区域，对切变线南侧的暖区暴雨有一定反应，但空报率较高,其余模式均未报对南宁境内的较强降水落区。预报偏差分析：暴雨发生前（2 3日2 0 时）广西处在50 0 hPa南支槽前西南气流区，副热带高压（下称“副高)在西太平洋海上，8 50 hPa切变线位于南宁市北部，地面锋面已到达北部湾沿海。暴雨过程期间，数值预报（以ECMWF为代表，下同)报出了副高加强、偏南气流加强和切变线将北退的形势，预报员将大雨落区报在切变线南侧的偏南气流风速辐合1期53梁岱云，黄丹萍，苏兆达：2 0 2 2 年南宁市“龙舟水”暴雨模式对比及订正技巧区，而实况的降雨是由偏南暖湿气流在锋面冷垫上爬坡抬升在沿海生成降雨云系，源源不断向北影响南宁市形成的强降水，对降雨生成的机制的误判导致了预报偏差。雷达回波分析：2 3日夜间，桂南沿海生成一条东北西南向的回波带，逐渐北抬。2 4日0 1时进人南宁市东部南部地区，回波带由断续的块状组成，强度中等，大部为30 40 dBZ,缓慢向北移动，同时，钦州沿海一带不断有回波块生成，源源不断向北移动影响南宁市。此次过程回波对流性不强，回波顶高基本在9km以下，武鸣站雨强最强为10.9mmh-l,但回波移动缓慢，同一区域有多次回波团移过，产生列车效应，导致局地累积雨量达到暴雨。3.22022年6 月7 日暴雨过程主观预报与实况对比：6 月6 日未来2 4h主观预报南宁市大部有中雨。实况则为7 日南宁东北部地区出现大雨到暴雨，局地大暴雨，其余地区有小到中雨，局部大雨，其中上林站大暴雨和宾阳站暴雨出现漏报。数值预报对比分析：各家数值预报均未能报出7日在南宁东北部和桂东出现的大雨和暴雨区相似的形态,对于南宁境内,有中尺度模式CMA-MESO和CMA-GD报出宾阳县境内的暴雨，落区较实况略为偏南;所有模式均未报出上林县的大暴雨。预报偏差分析：暴雨发生前6 月56 日，东北冷涡引导低层切变线和地面冷空气影响南宁市，6日地面锋面在沿海、8 50 hPa切变线在南宁市区和钦州沿海之间维持。暴雨过程期间,ECMWF报7 一8日切变线在南宁南部到桂东南一带摆动，因此预报员考虑在切变线附近及南侧，即钦州沿海到桂东南一带有较强降雨。而据南宁风廓线雷达资料（图2），在6 日2 0 时一2 3时，南宁站近地层（约50 0 m以下）突然由北风转南风，风速加大，表明锋面北退，对流新生发展区域为大明山脉（平均海拔约12 0 0 m)南面山前，可能与地形抬升作用有关,加上较不稳定、水汽充沛的环境条件，初始对流得到强烈发展，7 0 0 hPa较弱的环境风场使回波移动缓慢，导致局部暴雨和大暴雨。数值预报没有报出该时段明显的锋面北退，因此数值预报的偏差和局地对流产生的机制是本次暴雨漏报的主要原因雷达反射率分析：6 月6 日19:30 之后，在上林县南部有新生对流回波块，19一2 2 时在上林本地强烈发展，结构密实，2 0 一2 1时回波在上林县境内发展最强时，强中心强度达到45 50 dBZ，回波顶高达1.6km，此时上林站雨强达58.4mmh-。2 2 一2 4时逐渐南扩到武鸣区东部和宾阳县，范围扩大，强度略有减弱，7 日0 1时后继续减弱南压到横州市境内,0 4时消散。1200050-9991080035-50960025-3518258400/14-18720010-14.60008-1048006-84-636002-424000-21200014:0020:0002:0008:0014:0006-0606-07图2南宁风廓线雷达风羽图（单位：ms-）（2 0 2 2 年6 月6 日14时一7 日14时逐1h）3.32022年6 月，10 日暴雨过程主观预报与实况对比：6 月9 日未来2 4h主观预报南宁北部地区中雨，南部地区小雨。实况则为10日南宁市中部有大到暴雨，局部大暴雨，隆安站和南宁站出现暴雨漏报。数值预报对比分析：ECMWF和GERMAN模式报南宁境内的大雨以上落区的形态与实况较为相似，但量级偏小1级；中尺度模式CMA-GD报出的桂西的强降水，在南宁境内的大雨区也与实况暴雨区较为相似，但量级偏小1 2 级，范围也偏小,其余模式对南宁市均只报小到中雨。预报偏差分析：暴雨发生前50 0 hPa广西为槽后西北气流控制，但9日2 0 时在云贵交界处有小槽加深，8 50 hPa在南宁市北部有低涡切变线，沿海有西南低空急流，地面广西为低压倒槽区。暴雨过程中，ECMWF报偏南气流加强，切变线北退到桂北，因此预报员将大雨以上落区报在了桂北。而实况则为，500hPa小槽加深东移到南宁市西部，8 50 hPa偏南气流加强，地面在桂西有倒槽发展，高低层的相互作用，使低涡切变维持在桂西到南宁北部一带,50 0 hPa小槽在桂西南触发的对流沿切变线东移发展影响南宁市产生暴雨过程。形势的误差以及忽略高低层系统相互作用的机制导致了本次预报的偏差。雷达反射率分析：6 月10 日0 1时，有组织的回波带从崇左市向东北方向移动进人南宁市隆安县和西乡塘区境内，之后继续向东北方向移动，影响到南5444卷气象研究与应用宁市区、武鸣区及上林、宾阳等县，期间崇左市不断有回波块新生，沿同一路径影响南