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[业务探讨] 应加强高影响天气的理论和预测方法研究

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发表于 2008-3-15 09:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
罕见灾害给气科院科研人员带来了诸多思考 应加强高影响天气的理论和预测方法研究

作者:郑菲 石璐 黄幸媛   发布日期:2008-03-04  

1月10日以来,我国发生了50年一遇的大范围持续性低温雨雪冰冻极端气象灾害。中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室充分利用有关灾害天气形成机理、监测与预测新理论与新技术研究的成果,做好灾害天气的成因机理分析工作,为实际业务预报提供有科学价值的参考依据。如利用JICA项目GPS水汽观测资料、GRAPES数值模式、理论模式结果、科研历史资料等多种手段,分析了本次大范围低温、雨雪、冰冻灾害天气的过程特征和成因,指导实际业务预报。
  研究人员充分利用实验室主持建立的青藏高原东南侧科学试验观测网的实时水汽观测资料(JICA项目GPS水汽观测)进行分析研究。发现在整个灾害天气过程中,青藏高原南侧暖湿空气活动频繁,低层空气急流强盛,同时副热带高压系统外围西南气流携带南海和西太平洋的水汽输送。南方暖湿气流与不断南下的冷空气在我国长江流域以南区域交汇,在江淮一带形成长期维持的风场切变辐合带,造成持续性强降水。
  分析表明,青藏高原东南侧的水汽输送是下游发生暴雪过程的关键因子之一,其水汽量的变化对暴雪的发生具有一定前兆意义的“强信号”,从而有助于提高预报结论的可靠性。青藏高原东南侧科学试验观测网的建立,不仅为科学研究提供了大量基础资料,也对气象业务发挥了重要作用。
  实验室数值预报研究部的科研人员实时监控由实验室自主研发的GRAPES数值预报系统的实时运行结果,认真分析与评估其预报效果,为预报员提供模式数值预报产品。实验室利用理论模型的结果及时分析天气尺度波的平均涡度强迫结构特征,指出影响这次雨雪过程关键天气系统高纬阻塞高压维持的可能机理,为预报员预测阻高是否“崩溃”提供了新的思路。
  实验室灾害天气监测与分析研究部的人员通过对1月中旬以来的雨雪过程进行认真分析,比较了持续雨雪过程中三个强降雨(雪)中心时段的不同特征,提高了预报员对正在发生的雨雪天气过程的认识;利用相关科研历史资料库,分析统计2008年1月阻塞高压指数与气温等演变特征及其一些物理统计相关性。据此,当时预测未来几天内阻高将“崩溃”,提高了预报员的预报信心。
  研究人员还分析了影响这次低温雨雪冰冻灾害的天气过程,发现由于“拉尼娜”事件维持较强状态、环状模态北极涛动(AO)异常活跃、北半球欧亚地区大气环流形势稳定少变、副热带和中高纬度地区的天气系统异常强大和稳定少动等原因,使得冷暖空气交汇在我国长江流域和南方地区,形成从黄河流域到华南北部区域的低温雨雪天气,并分析得出当时影响我国南方低温雨雪天气的大气环流形势还很难有较大的调整。
  这次罕见的灾害天气也给灾害天气国家重点实验室的科研人员带来了诸多思考:今后要高度重视冬季冰雪冷害灾害天气过程的研究,尤其是其基础理论和应用技术的研究;要加强开展对副热带和中高纬度典型天气系统的专项研究,进一步加强青藏高原天气气候的监测和科学研究。与此同时,还要加强云雨物理过程的观测和理论研究,重点进行南方云雨微物理特征的飞机探测科学试验,为更好地认识南方云雨物理过程提供科学数据,目前这方面的研究我国仍然不足。
  这次持续降水的性质复杂多变,既降雨、又降雪、还下雨夹雪和冻雨,其云雨物理过程复杂,较难在数值天气预报模式中描述,使得模式数值预报在较小尺度上的准确率普遍较低;应设立国家灾害天气研究专项计划,科学统筹、重点开展一些紧迫性的高影响天气的理论研究和预测方法研究,改进数值预报模式的精度,提高预报准确率。
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