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2020 , Vol. 36 >Issue 10: 122 - 126

DOI: https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb18110051

Research article

Analysis of a Rainstorm Forecast Error in Guangxi on June 12, 2018

  • Ou Huining ,
  • Li Xin ,
  • Zhou Wei
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  • Hezhou Meteorological Bureau, Hezhou Guangxi 542899

Received date: 2018-11-13

  Request revised date: 2019-01-18

  Online published: 2020-03-19

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(贺科攻1707038)

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Abstract

The paper aims to study the reasons for the omissive forecast in western Guangxi and the empty forecast in eastern Guangxi on a rainstorm in June 12, 2018, and provide reference for future forecast. Based on the conventional ground observation data, sounding data and numerical forecast data, the weather situation and the physical quantity field were analyzed. The results showed that the rainstorm process forecast should not only focus on the large circulation situation, but also consider the moisture and energy conditions. The forecasters’ preconceived forecasting ideas and over-reliance on numerical forecast data made the emphasis on the process of other factors different, and the analysis of moisture, energy and dynamic conditions were not fully grasped. When the effect of short-term and medium-term forecast was not good, it could be compensated by short-term forecast.

Key words： forecast error; test; rainstorm; physical quantity

Cite this article

Ou Huining , Li Xin , Zhou Wei . Analysis of a Rainstorm Forecast Error in Guangxi on June 12, 2018[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020 , 36(10) : 122 -126 . DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb18110051

0 引言

广西属中南亚热带季风气候区,暴雨是主要的灾害性天气之一。暴雨是各种尺度天气系统相互作用的结果,大尺度环流为暴雨的产生提供有利的背景,中尺度系统则是暴雨的直接制造者。黄香杏等[1,2]对广西暴雨建立了概念模型,刘国忠等[3,4,5,6,7,8,9]也对广西暴雨过程进行了研究,廖铭燕等[10,11,12]对暴雨预报失误的一些个例做了研究,但由于广西天气影响系统复杂等原因,一直存在预报失误的问题。2018年6月12日暴雨预报的过程中,出现了桂东北暴雨空报、桂西北暴雨漏报的预报失误,笔者利用常规气象观测资料、数值预报资料,分析此次预报失误的原因,以期为今后预报此类天气提供参考。

1 降雨实况与暴雨落区预报对比分析

2018年6月11日20时—12日20时,广西西北部出现了一次大到暴雨,局部大暴雨的天气过程,大部地区出现了雷电,百色南部、河池中南部、南宁北部出现了8级以上瞬时大风,对流活动明显。11日广西区气象台预报未来24 h在广西东北部有暴雨,局地大暴雨并伴有短时雷雨大风等强对流天气,强降雨落区如图1a所示。通过与11日20时—12日20时的降雨实况（图1b）对比可以发现,本次强降雨过程暴雨落区偏差较大,出现了较大的失误。
图1 11日20时—12日20时预报图和11日20时—12日20时雨量实况图

2 环流形势分析

强降雨过程前期500 hPa中高纬两槽一脊形势逐步建立,华北槽不断加深并向东南方向移动,并在东北地区形成冷涡系统,冷涡东移入海,槽后偏西北气流引导弱冷空气南下,低纬有高原槽维持,不断分裂出小波动东移影响广西（图2）。分析850 hPa形势场（图3）可见,11日20时有低涡生成于贵州西部,12日08时东移至黔桂交界,同时低层西南急流建立,为暴雨区输送充足的水汽和不稳定能量,暴雨落区主要位于低涡切变西段的南侧与低涡切变东段的南侧之间。925 hPa有明显的偏南急流建立,超低空急流为暴雨的发生发展提供了充足的水汽。925 hPa切变线和850 hPa低涡切变为本次暴雨过程的产生提供了良好的低层辐合上升条件。12日08时,200 hPa南亚高压位置偏北,广西处于南亚高压东北部风向分流区,为暴雨过程提供良好的高空辐散条件。这种低层辐合高层辐散的配置有利于大气垂直对流运动的发展,对暴雨的产生有很好的促进作用。
受中高纬度高空槽槽后西北气流引导,地面有弱冷空气逐渐南下影响广西。11日20时锋面位于贵州中部,12日08时,锋面到达广西河池一带,锋面移动速度比较慢。分析地面风场上可以看到,12日后半夜开始至12日14时,地面辐合线一直在桂西北维持,不断地触发产生对流云团,导致桂西北地区的暴雨及雷暴大风等强对流天气发生。而桂东北地区在这一段时间主要是维持一致的偏北风,对流触发条件较弱,不利于暴雨天气的产生。
综上可知,强降水主要出现在低涡切变移动方向的右前方,且在切变线的南侧与低空急流的左侧区域。925~850 hPa急流为暴雨区输送了充足的水汽和不稳定能量,提供了良好的低层辐合条件,地面辐合线触发了桂西北地区的对流云团发生发展,造成暴雨和雷暴大风等强对流天气。

3 水汽条件分析

充足的水汽是暴雨出现的重要条件,分析比湿场（图4）可以看到,11日20时广西850 hPa上空比湿都在14 g/kg以上,桂西有大于16 g/kg的大值中心,是明显的湿区,而桂东则出现了小于7 g/kg的小值中心,是明显的干区。分析水汽通量散度场（图5）看到,11日20时广西沿海地区925 hPa有强的水汽辐合通道,而后逐渐向北扩展,12日08时中心位于桂中,水汽通量散度值在-20 g/(s·cm2·hPa)以上。
图2 12日08时500 hPa形势分析
图3 11日20时—13日08时850 hPa形势分析
分析表明此次降雨过程中桂西北地区水汽条件很充足,且强降雨落区与比湿大值中心、水汽通量散度负值中心都有很好的对应关系。桂东北地区为明显的干区,水汽辐合条件较弱,导致在桂东北地区仅出现小雨到中雨的降水。

4 不稳定能量分析

表1为本次强降雨过程河池、百色、梧州、桂林探空结果,通过对比分析可以发现,11日20时—12日08时,百色、河池K指数稳定维持在37℃以上,梧州、桂林则有较大的波动,K指数最小时在28℃以下;河池、百色CAPE值比较大,特别是在大暴雨落区附近的百色站,CAPE值最大可达2303 J/kg,而预报大暴雨落区附近的桂林市CAPE值为0。分析结果表明桂西北地区的不稳定条件明显比桂东北好,这也是暴雨落区位于桂西北的主要原因之一。
表1 11日20时—12日08时K指数和CAPE值
站点 11日20时 12日08时
K CAPE K CAPE
百色 42 2303.5 37 1880.4
河池 39 328.5 41 89.5
梧州 26 0 39 133.1
桂林 37 0 28 0
分析假相当位温场(qse)发现,11日20时,桂西qse随高度递减,即大气呈¶qse/¶Z<0的对流不稳定层结配置,而桂东北则是稳定层结。分析假相当位温的水平分布（图6）还发现,到12日08时,在桂东北低层qse从北到南逐渐增大,有等值线密集区,即水平能量锋区,说明在地面弱冷空气南下影响过程中,在中低层有能量锋的出现,暴雨往往发生在水平能量锋区南沿或靠近锋区附近,这与实况暴雨落区比较吻合。而桂东北qse一直都处于较低水平,且从总温度场上可以看到在桂东北有一条冷舌侵入（图7）,不利于暴雨天气的发生。
图4 11日20时850 hPa比湿场
图5 12日08时925 hPa水汽通量散度场
图6 11日08时925 hPa假相当位温
图7 12日08时925 hPa总温度场

5 可预报性分析

5.1 欧洲细网格数值预报产品表现

欧洲细网格预报产品在500 hPa高度场24 h预报中预报稳定,对东北低涡和孟加拉湾大槽位置预报效果很好。
对本次强降雨过程预报关键在于850 hPa低涡的位置,图8为欧洲细网格10日20时、11日08时低涡位置演变与实况的对比图,从图中可以看到,影响此次广西暴雨预报失误的关键点在于12日08—20时低涡位置的预报。数值预报12日08时低涡位置在桂中中部,而实况位于贵州东南部,受低涡切变影响,桂西北出现了暴雨,导致暴雨的漏报;数值预报12日20时低涡位置在黔湘桂三省交界,而实况则位于湖南南部,在低涡移动过程中,其东部和南部出现了暴雨天气,而处于其北部的桂东北降雨较小,从而导致了桂东北暴雨空报。

5.2 上级指导产品检验

中央气象台11日发布11日20时—12日20时降雨量预报中,桂东北预报了暴雨,柳州中部预报了大暴雨,河池、百色东北部预报大雨。对比实况,同样为桂东北地区暴雨空报,而桂西北地区暴雨漏报,但桂西北预报量级比本地预报产品高,预报效果要好些。12日发布12日20时—13日20时降雨量预报中,百色东南部、玉林南部预报了暴雨,对比实况,百色暴雨空报,桂东部分地区暴雨漏报,相比本地预报,预报效果较差。
中央台城镇指导预报产品中,11日20时—12日20时对桂西北的暴雨落区把握准确,但对桂东北的暴雨仍旧空报,12日20时—13日20时对桂东的强降雨落区把握准确,但量级偏小,且对桂中部分地区暴雨空报。
综上所述,中央台城镇指导预报产品要优于本地预报产品,中央台降雨量预报产品效果最不理想。

6 结论

（1）桂西水汽、能量充足,位于低涡切变南侧,低空急流的左侧,925 hPa和地面均有辐合线长时间维持,导致对流云团不断生成,降水时间长,产生暴雨天气;在高能高湿的条件下,只要有扰动就能触发不稳定能量的释放,就能形成暴雨;这是桂西暴雨漏报的原因。
（2）桂东水汽、能量条件差,虽然有降水,但达不到暴雨;注重环流形势分析,忽略了桂东的水汽、能量条件的分析,是桂东这次空报的主要原因。
（3）数值预报模式对此次过程的预报效果不是很理想,上级指导预报产品预报效果也不理想,对本地预报有一定的干扰;预报员先入为主的预报思路和过分依赖数值预报产品,使得在其他要素分析的过程中侧重点不一样,没有全面把握水汽、能量、动力条件的分析。
图8 10日20时、11日08时欧洲细网格850 hPa低涡位置演变与实况对比
（4）中短期预报效果不好的时候,可以通过短时临近预报来弥补,做好短时临近预报,及时发布预报预警信息。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

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