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基于CRA技术的华南前汛期强降水EC模式预报误差分析

李晓兰,  符娇兰

李晓兰, 符娇兰. 基于CRA技术的华南前汛期强降水EC模式预报误差分析[J]. 热带气象学报, 2021, 37(2): 194-206. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.019
引用本文: 李晓兰, 符娇兰. 基于CRA技术的华南前汛期强降水EC模式预报误差分析[J]. 热带气象学报, 2021, 37(2): 194-206. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.019
LI Xiao-lan, FU Jiao-lan. FORECAST ERROR ANALYSIS OF EC MODEL FOR HEAVY RAINFALL DURING ANNUALLY FIRST RAINY SEASON IN SOUTH CHINA BASED ON CRA METHOD[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2021, 37(2): 194-206. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.019
Citation: LI Xiao-lan, FU Jiao-lan. FORECAST ERROR ANALYSIS OF EC MODEL FOR HEAVY RAINFALL DURING ANNUALLY FIRST RAINY SEASON IN SOUTH CHINA BASED ON CRA METHOD[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2021, 37(2): 194-206. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.019

基于CRA技术的华南前汛期强降水EC模式预报误差分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.019
基金项目: 

国家重点研发项目 2018YFC1507703

中国气象局创新发展专项 CXFZ2021Z033

中国气象局预报员专项 CMAYBY2018-089

详细信息
    通讯作者:

    符娇兰,女,湖南省人,研究员级高级工程师,博士,主要从事灾害性天气诊断和预报技术研究。E-mail: bluelilyfly@163.com

  • 中图分类号: P456

FORECAST ERROR ANALYSIS OF EC MODEL FOR HEAVY RAINFALL DURING ANNUALLY FIRST RAINY SEASON IN SOUTH CHINA BASED ON CRA METHOD

  • 摘要: 利用CRA空间检验技术对ECMWF模式36 h时效预报的2016—2018年华南前汛期(4—6月)69个降水目标进行了检验及误差统计分析,并将预报落区偏差相似个例的环流形势及天气尺度影响系统进行了分析。(1) 87% 的强降水目标存在明显落区预报偏差,最大偏差为2.75 °。偏差以经向偏差为主,其中偏北的目标多于偏南的目标,平均偏北0.6 °;无系统性纬向偏差。(2) 模式预报的降水面积较实况偏大的个例多。(3) 不同降水落区预报偏差类型月份分布、对应的环流特征与天气尺度影响系统具有一定的差异性。4月各偏差类型出现的频次相当,5月以西北型个例为主,6月东北型个例最多。西北型个例天气尺度影响系统以长波槽或东北冷涡、冷式切变线为主,西南型、东北型个例主要受南支波动与中纬度短波槽影响,低层低涡、冷、暖式切变线等出现的频次差不多。通过降水预报落区偏差较大和较小的个例对比分析,表明模式强降水落区预报偏差可能与对流组织化发展程度以及暖区是否存在有利于对流发展条件等有关。

     

  • 图  1  模式降水落区质心位置较实况的偏差频次空间分布(a,单位: °)和69个降水目标实况和预报的强度分布散点图(b~e)

    b. 大雨及以上量级的降水格点数;c. 大雨及以上量级的平均降水量(单位:mm);d. 最大降水量(单位:mm);e. 区域总降水量(单位:103 mm·m2)。图a数字为预报偏差位于每个0.25 °×0.25 °网格内的CRA个数。

    图  2  不同降水落区预报偏差类型个例频次分布(单位:个)

    a. 总体分布;b. 4—6月逐月分布。

    图  3  不同降水落区预报偏差个例质心位置分布图

    a. 观测;b. EC模式36 h预报。黑点代表西北型个例,蓝色三角形代表东北型个例,红色六边形代表西南型个例。

    图  4  不同偏差类型观测与预报的大雨及以上量级降水格点数散点图

    a. 西北型;b. 东北型;c. 西南型。

    图  5  同图 4,但为大雨及以上量级的平均降水量

    单位:mm。

    图  6  同图 4,但为最大降水量

    单位:mm。

    图  7  a. 2017年5月8日08时—9日08时(北京时,下同)24 h累计降水量(等值线为EC预报,填色为实况,单位:mm);b.同a,但为2018年5月26日08时—27日08时;c.2017年5月8日08时的500 hPa高度场(等值线,单位:dagpm)和925 hPa风场(风向杆),填色为实况降水(单位:mm);d.同c,但为2018年5月26日;e. 2017年5月8日08时的CAPE(等值线,单位:J/ kg)和PWAT(填色,单位:mm);f. 同e,但为2018年5月26日08时。

    图  8  a. 2017年5月8日18时沿113 °E的垂直速度(黑色虚线,单位:pa/s)、比湿(蓝色实线,单位:g/kg)、假相当位温(填色,单位:K)和风场(风向杆)经向-高度剖面图;b. 2018年5月26日23时沿106.0 °E,25.2 °N至107.7 °E,22.2 °N的垂直速度(黑色虚线,单位:pa/s)、比湿(蓝色实线,单位:g/kg)、假相当位温(填色,单位:K)和风场(风向杆)剖面图;c. 2017年5月8日18时沿113 °E的小时降水量(单位:mm);d. 2018年5月26日23时沿106.0 °E,25.2 °N至107.7 °E,22.2 °N的小时降水量(单位:mm)。

    图  9  2017年5月8日08时(a)、8日11时(b)、8日13时(c)、8日17时(d)、8日20时(e)和9日01时(f)雷达组合反射率

    图  10  同图 9,但为2018年5月26日09时(a)、26日13时(b)、26日17时(c)、26日20时(d)、26日23时(e)和27日08时(f)

    表  1  华南前汛期强降水落区、强度、形态误差平均占

    落区误差(%) 强度误差(%) 形态误差(%)
    29.83 7.06 63.11
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    表  2  各类预报偏差类型个例的环流形势及天气尺度影响系统“√”符号表示出现某类型环流形势和天气尺度系统,日期160410表示2016年4月9日08时—10日08时。

    偏差类型 日期 东亚中岛纬度环流形势 中低纬度环流形势 天气尺度系统
    多波动 一槽一脊 南支槽或波动 副高 长波槽或东北冷涡 中纬度短波槽、南支槽或波动 低涡 冷式切变线 暖式切变线 低空急流
    西南型 160410 √ √ √ √ √ √
    160413 √ √ √ √ √ √
    160424 √ √ √ √ √ √
    160505 √ √ √ √ √
    160616 √ √ √ √ √
    1S0510 √ √ √ √ √
    西北型 160416 √ √ √ √ √ √
    160418 √ √ √ √ √
    160501 √ √ √ √ √ √
    160507 √ √ √ √
    160508 √ √ √ √ √ √
    160510 √ √ √ √ √
    170515 √ √ √ √
    170524 √ √ √ √
    170626 √ √ √ √
    170627 √ √ √
    170628 √ √ √
    180508 √ √ √ √ √
    180624 √ √ √
    东北型 160411 √ √ √ √ √ √
    160528 √ √ √ √ √
    160606 √ √ √ √
    170425 √ √ √
    170509 √ √ √ √ √
    170604 √ √ √ √ √ √
    170607 √ √
    170617 √ √ √ √ √ √
    170620 √ √ √
    170621 √ √ √ √ √ √
    180613 √ √ √ √
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-05
  • 修回日期:  2021-02-18
  • 刊出日期:  2021-04-01

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