一次大规模降水天气过程中T639模式和常规业务模式的预报效果对比检验

2022-09-11

2007年12月, 我国自主研发的T639L60全球中期数值预报系统通过准业务化验收, 开始准业务运行, 使我国全球中期数值预报系统的可用预报时效在北半球达到6.5天, 东亚达到6天, 标志着我国数值预报水平有了长足的进步, 与发达国家的差距进一步缩小。T639L60全球中期数值预报模式是通过对T213模式进行性能升级发展而来, 具有较高的模式分辨率, 达到全球水平分辨率30公里, 垂直分辨率60层, 模式顶到达0.1百帕;T639模式具有较高的边界层垂直分辨率, 其中在850百帕以下有有12层, 对边界层过程有更加细致的描述, 更适合于支撑短时临近预报。T639模式在动力框架方面进行了改进, 包括使用线性高斯格点、稳定外插的两个时间层的半拉格朗日时间积分方案等, 提高了模式运行效率和稳定性;另外改进了T639物理过程中对流参数化方案以及云方案, 大大改善了降水预报偏差大空报多的问题。截至6月29日08时, 受东北冷涡影响, 内蒙古东部以及东北出现小到中雨, 黑龙江和辽宁局地降大雨和暴雨;受高空槽及西南暖湿气流共同影响, 西北地区中东部、青藏高原中东部、西南地区、江汉、黄淮、江淮、江南以及华南大部出现小到中雨天气, 四川、重庆、云南、湖南、湖北、安徽、江苏、广西、广东局地有大到暴雨。上述部分地区同时伴有雷雨大风、短时强降水等强对流天气。下面逐项检验评估业务数值模式对以上天气过程的预报效果。本文将此次T639模式的预报结果与常规业务模式EC和日本模式进行对比检验, 检验结果对T639在实际业务中的应用具有现实意义。

1 环流形势及天气要素场预报检验

检验500hPa中高纬环流场, 发现对位于内蒙古东部的低涡系统中心位置, 两家模式各时效预报均较接近零场, EC模式的72h预报的冷涡范围略偏小。对西藏地区的高原槽, 两家模式预报的槽底位置均比零场偏南约5个纬距。对于西太平洋副高西脊点的预报, T639模式的48h、24h和72h预报较零场依次偏东5个纬距左右, EC模式各时效预报随时效的延长而依次偏东。

检验海平面气压场的预报情况, 发现对东北冷涡, T639模式24h和72h预报接近零场, 48h预报略偏南;EC模式24h和48h预报较接近零场, 72h预报的冷涡范围偏小。

图2 (图略) 6月28日20时T639 (左) 、EC (右) 模式海平面气压零场及对应24h、48h、72h时效预报。图中红色表示零场, 蓝色表示24h预报, 绿色表示48h预报, 黄色表示72h预报。

检验850hPa温度场 (图2) , 发现对于巴湖以北8℃等温线所示冷堆的预报, 两家模式各时效预报均接近零场。对位于我国境内24℃等温线所示的暖中心, 两家模式在新疆地区的预报都很稳定, 但在河套和华北地区, 两家模式预报的范围随时效延长而略偏南。

850hPa温度场:对于巴湖以北8℃等温线所示冷堆的预报, 两家模式各时效预报均接近零场。对位于我国境内24℃等温线所示的暖中心, 两家模式在新疆地区的预报都很稳定, 但在河套和华北地区, 两家模式预报的范围随时效延长而略偏南。

对于我国华北至河套上空的切变线, EC模式的24h和48h均较稳定, 72h在河套地区的预报略偏南, 在华北地区的预报略偏北;T639模式各时效预报均偏南, 同时72h预报的控制范围较小。对重庆附近的切变线, EC模式预报效果较好, T639模式各时效的预报在都偏弱。对黄淮和江淮地区的切变线, EC模式24h和72h预报略偏北, 48h预报将冷切变错报成暖切变。对我国西南地区的切变线, 两家模式预报效果都较好。

降水预报检验发现, 对新疆地区和西北地区东部的降水, T639模式有一定的漏报;对于东北地区和内蒙古北部的降水, 日本模式预报效果较好, T639模式对内蒙古和东北部分地区的小雨存在漏报现象, 36h和84h的预报对内蒙古北部和辽宁的中雨和大雨在量级上估计不足, 60h预报的黑龙江北部的大雨和暴雨落区较实况略偏南;对西南地区至长江中下游地区的大到暴雨, 两家模式的36h预报效果都较好, 日本模式的60h和84h预报的落区都偏北, T639在华中地区及四川南部、云南北部的60h和84h预报强度偏弱;在华南南部, T639模式36h和60h预报的强降水中心较实况略偏北, 84h的预报强度偏弱;日本模式36h预报较好, 其它时效预报强度均偏弱。