system: [SYSTEM]

user: 5. ECMWF数值预报产品的释用 5.1. 500 hPa环流背景 图2为寒潮爆发时的环流形势，从等高线的疏密程度和槽脊的分布情况来看，三个过程EC模式预告与实况基本一致，但“3.29”(图2(a))和“2.10”(图2(c))过程预告和实况都在乌拉尔山区形成阻塞高压，“3.29”过程阻塞高压中心最高位势高度都为560dgpm，但预告的高压脊也较实况略东北伸。影响系统都为中亚低涡，但实况的低涡中心值比模式预告的低涡中心值偏北且偏西2~3个纬距，范围也较大，且低涡中心实况值为536 dgpm，比模式预告的中心值偏高8 dgpm，整个低值系统也比EC模式预告值偏南1个纬距，但整个系统的演变预告及实况较一致。“12.10”和“2.10”过程影响系统都为西西伯利亚低槽，“12.10”(图2(b))过程对于主导系统实况和模式预告的基本一致，但对于影响系统，预告场上低槽南北支移速较不一致，北支移速较慢，南支移速较快，致使南北支略有些分断，且南支也略有些南掉。“2.10”过程乌拉尔山阻塞高压的位置与模式一致，但预告值较实况值偏低4 dgpm，影响系统为西西伯利亚低槽，但预告场上在30˚~40˚N，60˚~70˚E范围内低槽切断且形成低涡，阻断了西南暖湿气流的向北输送。从以上分析可以看出EC模式对寒潮系统的演变有较好的预报能力，但对于大于15个纬距以上的长波槽类的影响系统，要注意其40˚N以南的变化。 图2. 寒潮时500 hPa天气形势图 5.2. 地面影响系统分析 张家宝等 [ 1 ] 总结出，新疆的寒潮入侵路径有四条，西方路径、西北路径、北方路径及超极地路径，“3.29”过程为西北路径(图略)，在寒潮入侵前的3月26日，在波罗的海附近出现了中心值为1028 hPa的冷高压，其形状为长轴呈准东西向的椭圆形，随着系统的东移，冷高压向东南方向移动，到3月30日20时(图略)冷高压移至乌拉尔山南端，中心值因强至1040 hPa，脊轴也顺转成西北–东南向，高压中心在50˚N左右，且高压外围南伸至40˚N以南。“12.10”过程为西方路径(图略)，寒潮入侵前的12月7日，在欧洲中部出现了中心值为1036的冷高压，后期冷高压东移并略有南压，到12月10日东移至咸海以南，中心值也增至1040，高压的脊轴呈东西向的椭圆形，冷高压中心位于40˚N左右，高压的外围也南伸至30˚N以南。“2.10”过程也是西方路径，在寒潮入侵前的2月6日，也在欧洲中部出现了中心值为1035的冷高压，后期冷高压东移但没有南压，且到2月10日东北移至巴尔喀什湖西北面，中心值也增至1045，脊轴呈东西向的椭圆形，冷高压中心位于50˚N左右。3次过程伊犁地区都位于冷高压的前沿，且锋区全部呈东北—西南向，但“12.10”过程的锋区位置较“3.29”及“2.10”过程偏南，但“3.29”天气过程的锋区强度比另两次过程强。比较EC模式预报与实况看出，三次过程预报等压线走向及梯度同实况基本一致，高压中心区域的位置也基本吻合，只是“2.10”过程高压中心强度预报值偏小1 hPa。通过连续几日EC模式地面系统预报与实况的对比分析(图略)还可以看出:二者对冷高压中心的移动路径和强度的预报与实况也比较吻合。 5.3. 温度检验 5.3.1. 850 hPa格点预报 以伊宁市的格点(43.9˚N， 81.3˚E)为例，分析3次寒潮过程出现前5日20时EC细网格模式850 hPa温度预报情况(表2)。具体计算时EC细网格模式采用(44˚N， 81.27˚E)、(44˚N， 81.52˚E)、(43.75˚N， 81.28˚E)、(43.75˚N， 81.53˚E) 4个格点值的平均。“3.29”天气过程08时850 hPa最低气温出现在3月31日为−13.5℃，“12.10”过程出现在12月12日为−11.8℃，“2.10”过程出现在2月11日为−15.9℃。表2为三次寒潮天气过程中EC细网格模式850 hPa温度预报值和实况值，比较连续几日850 hPa温度预报可知，EC细网格模式温度预报均比较稳定，而且预报时效越短，稳定性体现的越明显。从表3可以看出，三次过程均预报出了强降温过程，“3.29”及“2.10”天气过程更接近于实况值，特别对于冬季的寒潮预报准确性更高。 Table 2 Three times in the process of the cold weather EC fine grid pattern 850 hpa temperature forecast value “2015.3.29” “2015.12.10” “2016.2.10” 寒潮前5日EC细网格模式20时预报08时850 hPa温度(℃) −10.7 −10.4 −17.0 寒潮前4日EC细网格模式20时预报08时850 hPa温度(℃) −10.3 −9.8 −16.4 寒潮前3日EC细网格模式20时预报08时850 hPa温度(℃) −12.2 −10.2 −15.9 寒潮前2日EC细网格模式20时预报08时850 hPa温度(℃) −13.0 −10.3 −16.1 寒潮前1日EC细网格模式20时预报08时850 hPa温度(℃) −13.1 −10.7 −16.1 08时850 hPa实况温度(℃) −13.5 −11.8 −15.9 表2. 三次寒潮天气过程中EC细网格模式850 hPa温度预报值 5.3.2. 最低温度检验 同样以伊宁市的格点(43.9˚N， 81.3˚E)为例(表3)，分析3次寒潮过程出现前5日20时EC细网格模式最低温度预报情况。具体计算时采用分辩率为0.125˚ × 0.125˚的EC细网格模式米温度预报的最低温度值，伊宁站点的最低温度采用(44˚N， 81.27˚E)、(44˚N， 81.52˚E)、(43.75˚N， 81.28˚E)、(43.75˚N， 81.53˚E) 4个格点值的平均插值。三次寒潮天气过程中，“3.29”过程最低温度出现在3月31日早晨为−7.5℃，“12.10”过程最低温度出现在12月13日早晨为−13.8℃，“2.10”过程最低温度出现在2月12日早晨为−18.4℃，从表中可以看出“3.29”和“12.10”过程的最低温度的预报较不稳定，误差也较大，“3.29”过程在前3到5日，最低温度预报值偏高，但到前1到2日预报值又偏低，但前2日的预报误差的绝对值在0.1℃，预报效果较好。“12.10”过程低温度值较偏高，但前3日和前4日预报效果较好，预报误差的绝对值在1.5℃~1.6℃。“2.10”过程最低温度值较偏低，但除前5日误差较大外，其余的误差范围都在2℃误差范围之内，且预报时效越短，误差也越小。从以上分析可以看出EC细网格模式2米温度预报的最低温度预报对于春秋两季的寒潮过后最低温度的预报较不稳定，但对于冬季寒潮的最低温度预报的效果较好。 Table 3 Three times in the process of the cold weather EC minimum degree of prediction value fine grid patter “2015.3.29” “2015.12.10” “2016.2.10” 寒潮前5日EC细网格模式20时预报最低温度(℃) −5.4 −8.0 −19.4 寒潮前4日EC细网格模式20时预报最低温度(℃) −5.5 −12.2 −17.3 寒潮前3日EC细网格模式20时预报最低温度(℃) −4.4 −12.3 −17.2 寒潮前2日EC细网格模式20时预报最低温度(℃) −7.6 −10.7 −16.9 寒潮前1日EC细网格模式20时预报最低温度(℃) −10.3 −8.8 −17.1 最低温度实况(℃) −7.5 −13.8 −15.9 表3. 三次寒潮天气过程中EC细网格模式最低度预报值 5.4. 降水检验 三次寒潮天气过程除降温外，还出现了一定的降雪天气，同样以伊宁市的格点(43.9˚N， 81.3˚E)为例，分析3次寒潮过程期间EC细网格模式降水量预报情况(表4)。具体计算时采用分辩率为0.125˚ × 0.125˚的EC细网格模式的降水预报，伊宁站点的降水量采用(44˚N， 81.27˚E)、(44˚N， 81.52˚E)、(43.75˚N， 81.28˚E)、(43.75˚N， 81.53˚E) 4个格点值的平均插值。从表中可以看出“3.29”天气过程降雪量预报值与实况值较接近，“12.10”与“2.10”天气过程降雪量的预报值都较实况值偏少。从前面分析中知道，“3.29”过程的影响系统是中亚低涡，“12.10”与“2.10”天气过程的影响系统是纬距在15以上的长波槽，可以看出EC细网格模式的降水预报对于低涡类的降水预报效果较好，对于长波槽类的影响系统，降水预报值较实况值偏小。 Table 4 Three times in the process of the cold weather EC fine grid pattern snowfall forecast value “2015.3.29” “2015.12.10” “2016.2.10” 过程降雪量(mm) 10.2 8.4 6.7 实况降雪量(mm) 10.8 13.2 8.6 表4. 三次寒潮天气过程中EC细网格模式降雪量预报值