2019年3月5日福建暴雨落区预报偏差原因分析

邓以勤 齐 心 张妤晴 林彦婷

2019年3月5日福建暴雨落区预报偏差原因分析

邓以勤 齐 心 张妤晴 林彦婷

（平潭综合实验区气象局，福建 平潭 350400）

利用EC细网格预报场、风廓线雷达、雷达回波及常规观测资料，对2019年3月5日福建省暴雨落区预报偏北的成因进行分析，并将模式预报结果作了对比。结果表明，①本次暴雨过程是受南支槽、低层切变线、低空急流、地面倒槽和弱冷空气共同影响造成的；②在暴雨预报中不仅要考虑大尺度降水系统变化，也要考虑在有利的大尺度环流背景下激发的中小尺度系统的发生发展；③全球模式对中小尺度系统的发生发展预报能力仍有较大误差，因此要加强对模式预报能力检验评估，选取综合评分较高的模式作为主要参考依据；④日常业务中应加强对风廓线雷达等新型探测资料的应用，在判断中小尺度系统中有很好的指示意义。

暴雨过程 落区预报失误 中小尺度系统 风廓线雷达

福建省地处东南沿海，春季受西南暖湿气流和冷空气共同影响，加上复杂地形和海洋动力、热力等因素作用，暴雨过程频发，且突发性、局地性、极端性特征显著，预报难度大。目前对暴雨预报的研究较多，陆忠艳等[1]对辽宁一次夏季暴雨过程落区预报失误原因进行了分析，结果表明夏季暴雨预报不仅要考虑高层形势、副热带高压强度和位置大尺度环流形势的变化，也要考虑有利的大尺度环流背景下易产生的中小尺度天气系统。廖胜石等[2]对广西前汛期典型形势下的一次暴雨过程落区偏南的成因进行了分析，结果发现，暴雨区上空的高低空急流配合，产生了强烈的水汽和质量辐合，造成不稳定能量和垂直运动在广西南、北部的不均匀分布，从而导致强降水的不均匀分布。另外，数值模式输出的云水和雨水的强度及所处的位置，可以为降水落区预报提供参考依据。本文对2019年3月5日福建省一次暴雨过程进行分析，并对暴雨落区预报失误原因进行探讨，以期为福建暴雨预报提供参考。

1 实况及环流背景分析

1.1 实况分析

受低层切变和西南急流共同影响，3月4日20时～5日20时，闽西南地区出现暴雨，共有13个县（市、区）的152个区域站累计雨量超过50mm，以新罗区中城街道的82.5mm为最大（图1a）。此次暴雨过程降雨强度不强，较强降水时段主要集中在5日08时至14时期间。EC细网格3月4日08时起报的暴雨落区位于南平西南部—三明中西部—南平西北部一带（图1b），较实况暴雨落区偏北。福建省气象台的指导预报对EC细网格预报的暴雨落区进行了一定的南调，但指导预报暴雨落区较实况仍然偏北。

图1 3月4日20时～5日20时福建省累计降水分布（a）、EC细网格（b）和华东区域模式（c）累计降水预报场

1.2 环流背景分析

3月4日20时，200hPa（图2a）福建省处在高空西风急流入口区的右侧，500hPa（图2b）处在南支槽前，受西南气流影响，这样的中、高层配置有利于垂直上升运动发展及维持；850hPa（图2c）贵州—湖南—江西—福建中西部一带存在一条切变线，闽西南地区处在南风辐合气流控制下，到了5日08时，南风气流明显增强，发展成为南风急流，并且在福建西南部地区辐合明显，南风急流为这次暴雨过程带来了充足的水汽条件，强烈的辐合也有利于上升发生发展，为这次暴雨提供了有利的动力条件。从3月4日20时的地面环流形势场（图2d）可以看出，闽西、闽中处在地面倒槽东部和入海高压后部，在这一带地区存在温度锋区，有利于强降水在这一带发生。

由高低空环流形势场配置可以看出，此次过程在福建中西部—西南部一带发生强降水的可能性较大，具体落区还要结合物理量场进行分析。

图2 3月4日20时200hPa（a）、500hPa（b）、850hPa（c）、地面环流形势场和5日02时地面图（d）

2 原因分析

2.1 物理量场分析

5日08时EC细网格预报场850hPa T-Td＜4℃（湿区）集中在福建中部到南部一带，在三明龙岩交界处还存在一干区，T-Td＜2℃（水汽饱和区）报在三明中西部一带（图3a）；而从实况场看，T-Td＜2℃（水汽饱和区）出现在福建西部和中南部一带（图3d）。5日08时EC细网格预报场850hPa垂直上升速度大值区主要位于福建省内陆沿武夷山脉一带以及龙岩一带（图3b）；而实况场的垂直上升运动中心主要位于赣中南到闽西南一带（图3e）。5日08时EC细网格预报场K≥32℃的区域有两个，一个位于三明西部，一个位于龙岩西南部（图3c）；而实况场K≥32℃的区域主要位于龙岩西南部一带（图3f）。综上，EC细网格预报场有利于强降水发生的水汽、动力和热力条件叠加区域主要位于福建西部，而最有利于暴雨产生的区域位于南平南部—三明中西部—龙岩西部一带；而实况物理量诊断场有利于强降水发生的物理量条件均位于福建南部一带，而最有利于暴雨产生的区域位于龙岩地区。因此，EC细网格预报场暴雨落区与实况暴雨落区发生偏离，较实况暴雨落区位置偏北且范围偏大。

图3 3月5日08时850hPa温度露点差、垂直速度和K指数EC细网格预报场（a、b、c）和物理量诊断场（d、e、f）

2.2 地面系统和冷空气影响分析

从5日08时EC细网格地面流场预报场（图略）可以看到，冷空气从西北路南下，与入海高压后部的东南气流在江西中部交汇，之后，随着系统东移南压，冷暖气流辐合区逐渐移至南平南部到龙岩北部一带，从5日20时过去24小时变温模式预报场，可以看到负变温区与流场相对应，其中南平中南部到三明一带变温达-3℃以上，与模式预报的暴雨区较为吻合。从5日08时实况场可以看到，冷空气与入海高压后部的东南气流在江西中南部交汇，之后，随着系统东移南压，冷暖气流辐合区移至三明到龙岩一带，从5日20时过去24小时变温场，较强的负变温区集中在龙岩西部，与实际暴雨落区较为吻合。

2.3 雷达回波和风廓线雷达分析

从风廓线雷达观测资料可以看出，4日20时在闽西地区存在风向辐合，对应的在该地区有弱的回波生成，并不断向东北方向移动，此时，降水并不明显；而该时次850hPaEC细网格预报场风场在闽中一带预报出了一条东西走向的切变线，预报场与实况场已经出现了明显的不一致（图4a、b）。到了5日08时，此时影响福建的实况南风风速增大，在内陆一带出现了南风急流，中心风速达到22m·s-1，此时在浙、闽、赣三省交界处存在西南气流与东南气流辐合，在粤东—闽西南一带存在西南气流与偏南气流辐合，对应的在这两个区域有两条回波带不断生成，并向东北方向移动，此时降水强度有所增强；该时次850hPaEC细网格预报场风场在福建为较一致的偏南气流影响，对中尺度的辐合线没有预报出来（图4c、d）。

图4 3月4日20时、3月5日08时、11时、14时雷达回波（a、c、e、g）以及850hPa风廓线雷达（黑色风杆）、EC细网格预报场（红色风杆）（b、d、f、h）图

5日11时，在浙、闽、赣三省交界处仍存在着风速脉动，但较08时风场辐合变得更不明显，从雷达回波图上看，位于这一带的回波结构也变得更加松散；而此时位于闽西南的偏北和偏南风向辐合更加明显，从雷达回波图上看，降水回波带组织结构则变得更加密实，对应的在闽西南的降水集中性和强度也比南平—三明西部的降水要强；而该时次850hPa EC细网格预报场风场在福建沿海预报为一致的偏东气流，到内陆逐渐转为偏南气流，与实况风场偏差较大（图4e、f）。到了14时，可以看到，原本位于浙、闽、赣三省交界处的回波带迅速东移南压，而位于闽西南的回波带移速较慢，最后两条回波带自东北向西南汇合成一条回波带，850hPa实况风场也能明显看出位于福建西北部的辐合线迅速东移南压，与南段辐合线合并为一条辐合线；此时850hPa EC细网格预报场风场在南平—三明一带报出了一条明显的风向辐合带，在龙岩一带则为一致的西南风控制（图4g、h）。

由以上分析可以看出，从5日08时到11时，850hPa EC细网格预报场在闽西一带存在着南风急流风速脉动，因此，EC细网格预报暴雨落区位于闽西一带；而从风廓线雷达观测的实况风场和雷达回波来看，此次过程存在两条辐合线，一条由南平—三明一带快速东移南亚，另一条从龙岩西部以较慢的速度向东移动，最终两条辐合线合并为一条，位于北部的辐合线由于移速快，回波较为松散，因而累计降水量级不大；而位于南部的辐合线由于移速慢，回波较为密实，因而出现了暴雨。

3 与华东区域模式对比分析

从华东区域模式（WARMS 9km）累计降水预报场（图1c）可以看出，其暴雨落区较EC细网格（图1b）偏南，暴雨区范围较EC细网格偏小；与实况场（图1a）相比，华东区域模式的暴雨落区较实况场偏北，但落区和范围均相较于EC细网格与实况更为接近。从3月4日（此次暴雨过程前一天）福建省≥50mm降水模式检验（表1）可以看出，华东区域模式TS评分远高于其他几个全球或者区域模式，并且其空报率最小，漏报率也很小。因此，在考虑强降水落区时，可以先对近期各家模式降水预报的准确率进行检验，选取准确率较高的模式作为主要参考。

表1 2019年3月4日福建省≥50mm降水模式检验情况

注：数据来源于气象科学研究院联合国家气象信息中心研发的高分辨率区域数值预报检验评估系统。

4 结论与讨论

（1）本次暴雨过程是受南支槽、低层切变线、低空急流、地面倒槽和弱冷空气共同影响造成的。

（2）实际业务中，要加强模式预报场与实况场的对比分析，在发现模式预报场与实况已经出现明显偏离时，要结合物理量配置，对数值预报的暴雨落区进行订正。

（3）在暴雨预报中不仅要考虑大尺度降水系统变化，也要考虑在有利的大尺度环流背景下激发的中小尺度系统的发生发展。中尺度辐合线的强度和移速是预报此次暴雨落区的关键因素。

（4）数值预报产品虽已成为日常预报业务的重要的参考依据，但对中小尺度系统的发生发展预报能力仍有较大误差，因此，雷达回波及风廓线雷达等新型资料在短时临近预报中的应用仍应加强。

（5）日常业务中，预报员要加强对模式的检验，选取近期预报结果更为稳定，评分较高的模式作为主要参考依据。

[1] 陆忠艳,吴晓锋,李萍,等.辽宁一次暴雨过程及暴雨落区预报失误原因分析[J].气象与环境学报,2014,30(6):31-36.

[2] 廖胜石,罗建英,梁岱云,等.一次广西前汛期典型形势下暴雨落区偏南的成因分析[C]//中国气象学会2006年年会“灾害性天气系统的活动及其预报技术”分会场论文集,2016.

[3] 邹锦明,杨晓琳,余青松.一次夏季暴雨过程预报失误原因分析[J].高原山地气象研究,2009,29(增刊):63-65.

[4] 黎惠金,覃昌柳,韦江红.一次全区性较强降水空报的重大预报失误过程分析[J].气象, 2005,31(1):33-36.

[5] 叶朗明,雷琳,朱文超.5.23-24特大暴雨天气过程预报失误分析[J].气象研究与应用, 2009,30(Z2):43-44.

P458.1+21.1

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