雷暴尺度集合预报系统在深圳强对流春季试验中的应用

【作者】 陈训来； 魏晓琳； 谢坤； 王德立； 陈元昭； 王明洁； 兰红平； 曹春燕； 孔凡铀；

【机构】 深圳市气象局； 深圳南方强天气研究重点实验室； Center for Analysis and Prediction of Storms/The University of Oklahoma；

【摘要】 强对流天气是由中小尺度天气系统引发的,具有水平尺度小、局地性强、突发性明显、破坏力大等特点,是广东的主要灾害性天气之一,影响广东的强对流天气主要有雷雨大风、冰雹、龙卷风及短时强降水,它们具有发生频率高、类型多、分布广、活动期长、年变化和日变化明显以及成灾强度大等特点,强对流天气一直是预报业务中的重点和难点。为了分析和评估精细化数值预报对华南前汛期强对流天气预报能力,提高预报员对数值预报模式产品的应用订正能力,2014年开始深圳市气象局连续三年联合美国俄克拉荷马大学风暴分析预报中心(CAPS)、中国气象局广东省区域数值天气预报重点实验室等国内外科研单位和业务机构开展科研业务联合的强对流"春季试验"。深圳市气象局利用国家超算中心深圳中心计算资源建立了包括11个模式成员的深圳雷暴尺度集合数值预报系统(SZ-SSEF)首次在"春季试验"中得以应用,该系统以WRF模式为基础,采用单向两重嵌套网格,最小分辨率为4公里,在外层区域分别采用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的0.25*0.25资料及美国全球集合预报系统(GEFS)1*1资料作为初始场和边界条件、在内区利用ARPS模式的三维变分系统(ARPS3DVAR)同化雷达资料后,并选择不同的微物理过程和边界层参数化方案构建11个系统集合成员,形成多模式初值、多微物理过程和多边界层过程的深圳雷暴尺度集合预报系统。本文通过对"春季试验"中多次强对流降水过程的预报结果进行分析和检验,发现深圳雷暴尺度集合预报系统的集合平均降水和概率匹配平均降水对小雨到中雨的预报效果较好,落区和范围与实况更为接近,ETS评分高于单个成员的结果,但对对暴雨以上降水的总体预报效果不够理想;降水的概率预报产品具有很好的指示作用,一般对量级较小的降水,预报概率越大可用性也越大,对量级大的降水预报概率较小。从大风的概率预报产品来看,该系统能报出切边线系统引起的雷雨大风等强对流过程,有一定的参考价值,但跟观测实况还有一定的差距。总得来说,深圳雷暴尺度集合预报系统由于综合了多个确定性预报的特点,其结果比单一确定性预报更具参考性,提供的信息也多于单一确定性预报,有效地改进了对强对流天气短期时效内降水的预报效果,在预报业务中具有一定的参考价值,下一步工作将针对系统存在的问题进行改进和完善,并结合预报业务的需要开发有针对性的集合预报产品。更多还原