石秀云,陳紅松,劉成豐,祁雨佳
(青海省格爾木市氣象局,青海 格爾木 816099)
受新西風槽底西北氣流和南支槽前較強西南氣流的共同影響,圖1(a),2020年5月5日08時至6日08時,全省大部出現(xiàn)降水,圖1(b),共計522個測站出現(xiàn)降水,其中小雨478個,中雨44個,較大降水量出現(xiàn)在野牛溝(23.8mm)、化隆金源鄉(xiāng)士哇倉村(16.6mm)、冷湖行委(9.7mm)等地。
全省24h內(nèi)高溫區(qū)域在青海中東部,圖1(c),主要位于柴達木盆地東部和和東部農(nóng)業(yè)區(qū),其中最高氣溫31.0℃出現(xiàn)在尖扎康楊鎮(zhèn)宗子拉村。全省24h內(nèi)低溫區(qū)主要在海西西部、唐古拉山區(qū)、玉樹和果洛等地,其中最低氣溫-6.7℃位于格爾木市的不凍泉,另外五道梁附近最低氣溫也在-6℃左右,圖1(d)。
圖1 青海省天氣實況圖
從EC模式24h(5日08時起報6日08時)降水落區(qū)圖(圖2a)看出EC全省預報降水、EC模式48h(4日08時預報6日08時)預報時效(圖2b)圖中也給全省預報降水。NCEP模式24h降水落區(qū)圖(圖2c)中,全省預報降水,NCEP模式48h降水落區(qū)圖(圖2d)中,西北部沒預報降水,省內(nèi)其余各地預報有降水。GRAPES-GFS 24h降水落區(qū)圖(圖2e)中,柴達木盆地中東部沒預報降水,其余各地小雨,其中給我省東北部預報有中雨,GRAPES-GFS 48h降水落區(qū)圖(圖2f)中,除了對柴達木盆地中部沒預報降水外,其余各地預報有降水。因此,從青海區(qū)域的降水落區(qū)預報來看:EC模式、NCEP模式不論是24h還是48h,對柴達木盆地中部的降水均有空報,EC 模式對東北部和西北部少量站較大降水中心有漏報,NCEP 對較大降水中心漏報更多。而GRAPES-GFS 的 24 h預報降水落區(qū)和降水量級更準確,也更接近實況。
圖2 青海省5月5日24h累積降水量預報圖
2.2.1 晴雨及一般性降水預報(24h預報時效)
對各模式晴雨及一般性降水24h預報時效,在青海區(qū)域內(nèi)各站點的預報準確率、空報率、漏報率統(tǒng)計分析來看:GRAPES3km和GRAPES-MESO晴雨準確率(圖3a)最高分別為 59.23%和58.11%;NCEP準確率較低,為47.07%;晴雨空報率(圖3c)GRAPES-MESO 空報率最低,為33.78%;NCEP和EC-thin空報率較高,分別為51.8%和42.34%。一般性降水準確率(圖3b)GRAPES 3km最高,為47.69%,其次為GRAPES-GFS(47.54%)和EC-thin(47.18%),NCEP準確率較低,為43.24%。
綜合來看,GRAPES-MESO和GRAPES 3km準確率最高,其次是GRAPES-GFS較高,而NCEP最低。EC-thin僅對一般性降水的準確率較高。
圖3(b) 5月6日08時各模式一般性降水預報準確率
圖3(c) 5月6日08時各模式晴雨預報空報率
2.2.2最高、最低溫度預報(24 小時預報時效)
對各模式24h預報(5日08時預報6日08時)最高溫度(圖4a)預報準確率統(tǒng)計分析來看,在青海區(qū)域內(nèi):GRAPES-GFS準確率最高,為31.39%,其次為GRAPES3km模式,為26.46%,EC-thin模式最低,僅為11.66%。對各模式24h預報(5日08時預報6日08時)最低溫度(圖4b)預報準確率統(tǒng)計分析來看:GRAPES3km模式準確率最高,為53.36,其次為GRAPES-GFS,為52.47,EC-thin為51.12%。由此可見,三種模式對最低溫度的預報準確率較高,均在50%以上,而對最高溫度的預報準確率較低。
圖4(a) 5月6日08時各模式最高溫度預報準確率
圖4(b) 5月6日08時各模式最低溫度預報準確率
3.1.1 預報穩(wěn)定性分析
5月 6 日 08 時 500hpa 高空圖上(圖5a),中高緯度為寬廣的西風槽多波動,我省北部受西風槽底部下滑冷空氣影響,有高空短波活動;南部有風場弱切變線活動,并且偏南風較強。從各模式 24、48、72h預報穩(wěn)定性分析來看,EC模式高度場預報(圖5b)更穩(wěn)定,但對我省北部大降水區(qū)的短波系統(tǒng)預報較弱。EC 和 NCEP模式(圖5c) 對我省系統(tǒng)預報偏弱,而GRAPES-GFS模式預報(圖5d) 在全省范圍內(nèi)的高度預報場和實況更趨于一致,但對省北部系統(tǒng)預報略比實況偏南,對南支系統(tǒng)預報位置略比實況偏北。
圖5 青海省5月6日08時500hp高度場預報圖(注:圖中黑色線條為000場,藍色線條為 24h預報場,綠色線條為48h預報場,紅色線條為72h預報場)
3.1.2 預報偏差分析
從各模式 24、48、72h預報偏差分析來看,EC 模式預報圖6(a)在各預報時效(24、48、72h)預報偏差以正偏差為主,即 500hpa 預報高度場偏高,預報偏弱;GRAPES-GFS模式預報圖6(b)對于青海中部和北部預報偏差以正偏差為主,對東部預報以負偏差為主,即對最大降水落區(qū)(野牛溝附近)預報偏弱,對次最大降水落區(qū)(化隆附近)預報偏強,與GRAPES-GFS 對大降水落區(qū)預報偏南對應。
圖6(a) 不同時效EC模式500hpa高度場預報偏差
圖6(b) 不同時效GRAPES-GFS模式500hpa高度場預報偏差
3.2.1 預報穩(wěn)定性分析
5月 6日08時500hPa高空圖上,我省北部受弱冷槽控制,北部為-12℃的低溫區(qū)。沱沱河南部為-8℃的相對暖區(qū)。從各家模式 24、48 預報穩(wěn)定性分析來看,EC 模式24h(圖7b)對整個青海省溫度預報相對較好,與實況(圖7a)基本吻合,而EC 模式48h(圖7c)對青海南部預報偏弱;NCEP模式24h(圖7e)溫度預報對青海南部的預報均偏強,而NCEP模式48h(圖7f)溫度預報對青海南部的預報稍偏強,北部預報與實況(圖7d)基本吻合;GRAPES-GFSP模式24h(圖7h)溫度預報與實況(圖7g)更接近,但仍然對玉樹南部預報偏強,GRAPES-GFSP模式48h(圖7i)溫度預報對東南部的預報稍偏弱。
圖7 5月6日08時各模式500hpa溫度場24、48h預報穩(wěn)定性分析(a)EC模式溫度初始場 (b)EC模式溫度24h預報場 (c)EC模式溫度48h預報場 (d)GRAPES-GFS模式溫度00場 (e)GRAPES-GFS 模式溫度24h預報場 (f)GRAPES-GFS模式溫度48h預報場 (g)NCEP模式溫度00場 (h)NCEP模式溫度24h預報場 (i)NCEP模式溫度48h預報場
3.2.2 預報偏差分析
從各模式24、48、72h預報偏差分析來看,EC模式圖8(a)在各預報時效(24、48、72h)對省北部預報偏差以正偏差為主,特別是對弱冷槽位置的溫度預報偏高。GRAPES-GFS模式8(b)對于青海中西部正偏差為主,且偏差值普遍高于EC模式,最高偏差達到4℃左右。說明GRAPES-GFS對南支槽前的弱冷溫槽預報偏弱。
圖8(a) 不同時效EC模式500hpa溫度場預報偏差
圖8(b) 不同時效GRAPES-GFS模式500hpa溫度場預報偏差
綜合各模式24h 500hPa預報偏差,可以看出EC模式(圖9a)對柴達木盆地高空風場預報偏強,對唐古拉地區(qū)的風場預報偏弱;GRAPES-GFS模式(圖9b)對柴達木盆地的高空風場預報更準確,但對南支槽前的西南風預報偏強;NCEP模式(圖9c)對柴達木盆地高空風場預報偏強,對唐古拉地區(qū)的風場預報偏弱。
圖9 5月6日08時各模式500hpa風場與實況對比圖(a)EC模式 (b)GRAPES-GFS 模式 (c)NCEP 模式
通過以上分析可知,對于500hPa環(huán)流形勢場預報而言,EC模式預報相對穩(wěn)定,但對影響我省的低值系統(tǒng)預報偏弱;而GRAPES-GFS 與實況更靠近,但對省北部淺槽預報偏南而對南支槽前西南氣流預報偏強,導致降水落區(qū)和大降水中心偏南。NCEP 模式預報仍然偏弱。
對于降水落區(qū)預報來說GRAPES-GFS的24h預報降水落區(qū)和降水量級更準確,但其48h預報大降水落區(qū)偏南。對于降水和最高、最低氣溫預報準確率,整體來看GRAPES3km 準確率最高,其次是GRAPES-GFS,再次是EC-thin,NCEP準確率最低。