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行业专项成果综述-影响黄淮中西部的台风暴雨预报技术研究

发布者:张岳   来源:   发布时间:2019/1/4 16:36:04   标签:   浏览次数:3434

项目编号GYHY201306012

研究周期2013年1月-2015年12月

国拨经费127万元

项目负责人】吴蓁

项目骨干成员】郑世林、赵培娟、王建国、岳彩军、黄治勇、苏爱芳、李朝兴梁钰、谷秀杰、范学峰

项目承担单位河南省气象台

项目协作单位】中国气象局上海台风研究所、中国气象局武汉暴雨研究所

主要研究成果

本项目主要研究:1.登陆台风(低压)移动路径预报方法;2.黄淮中西部台风暴雨天气学概念模型及物理量预报指标;3.台风(低压)定量降水预报方法;4.黄淮中西部台风暴雨客观预报系统。获得的研究成果有:① 建立了一个历史数据库,包含1959年以来登陆我国台风的相关信息(据台风年鉴)和1980年以来黄淮中西部出现的台风暴雨历史个例的分析(环流形势分析、影响系统演变及配置、台风暴雨形成原因分析及预报关注点与提示)等内容。应用该库可方便检索历史台风个例、查询历史相似个例,对于分析研判实时台风是否会影响黄淮中西部提供科学依据,为决策气象服务提供有力的技术支持,已在预报服务中发挥重要作用。② 建立了台风暴雨概念模型,在分析产生暴雨直接影响系统的基础上,将黄淮中西部台风暴雨分为台风低压、台风倒槽、远距离台风三种类型,针对每一类台风暴雨进行天气学分析,如天气形势演变、高低空影响系统配置、水汽输送和冷空气影响情况、物理因子的作用等,充分考虑暴雨产生所需动力、水汽、不稳定条件,重点考虑冷空气的作用,经提取共性特征,归纳出各类型台风暴雨的天气学概念模型。③ 归纳提炼两组台风暴雨物理量预报指标,经过物理量诊断分析,归纳出一组台风本体型和台风倒槽型暴雨分级(暴雨、大暴雨)预报物理量指标和另一组远距离台风型暴雨分级(暴雨、大暴雨)预报物理量指标。有效避免强降水漏报、有助于确定暴雨落区。④黄淮中西部台风暴雨基本概况与形成机理。 登陆台风陆上移动路径预报方法;⑥ 台风定量降水预报方法;⑦ 建立黄淮中西部台风暴雨预报系统。其中,①登陆台风移动路径预报,采用统计预报技术,应用逐点最近距离判断法计算实时台风与历史台风间的球面距离,并依据由小到大的距离确定最接近的5例历史台风,再采用距离倒数法给5个相似路径台风赋予权重,进行距离合成。因其计算方法区别于目前各种数值预报,故预报结论更具参考价值,较好的解决了登陆台风陆上移动预报仅依赖数值预报或对数值预报缺少订正依据的难题。② 台风定量降水预报方法,运用多模式动态权重集成技术,并以相似离度、逐级归并法等数学方法为技术手段,根据不同数值模式降水预报之间的相似程度(雨带和雨强的相似)确定不同模式的权重系数,结合实时降水建立定量降水动态权重集成预报方法。考虑了不同模式降水预报及各模式成员总体的差异性和降水的概率分布, 不依赖于历史资料,实现方便快捷。预报产品不完全依赖于数值预报,当定量降水预报产品与台风暴雨概念模型、物理量预报指标等相结合时,加强了台风暴雨预报的针对性,提升了台风暴雨预报能力。其次适用于所有季节的降水预报,其输出产品格点化、定量化和图形显示,提升了气象服务产品的可视及美观性,解决了目前精细化预报服务对不同区域、不同量级降水之所需。③ 台风暴雨概念模型的建立,充分考虑所处的地理位置,更多体现高纬冷空气南下及中低纬天气系统相互作用对暴雨的影响,所建模型黄淮中西部地域特征鲜明。有助于预报员深入理解高低层影响系统的配置结构与台风暴雨落区的关系,及台风暴雨的主要成因、形成机制,各物理量在台风暴雨形成中的作用。④ 黄淮中西部台风暴雨预报业务系统,将台风历史个例库、台风暴雨天气学概念模型和物理量预报指标、台风(低压)陆上移动路径预报、台风暴雨定量降水预报等多项研究成果集成为一体,综合性强、实用性强。将预报员在台风暴雨预报中希望得到的所有信息集中在一起,预报员通过该库可快速得到路径相似个例及与之相应的降水量、天气形势分析、影响系统演变、降水产生原因及预报关注点提示等相关信息,解决了所需信息分散各处、难以在短时间内收集完整的难题,并且在相似分析、对比分析方面优势明显,大大提高了工作效率。此外预报员、决策服务人员可实时获取台风低压陆地移动路径、台风定量降水预报结论,极大地方便了业务使用。项目中多项研究成果强化和细化了业务人员对黄淮中西部台风暴雨形成机理和预报思路的认识,对于提升台风暴雨预报准确率具有积极意义。

成果应用情况

项目研究成果在河南省气象台日常业务与全省预报员业务培训中使用,在全国天气预报视频会商及河南省天气预报会商中使用,在对省委省政府的决策服务材料和对地市级气象台技术指导中广泛使用。从2014年到2018年,在每年的台风暴雨预报服务中均发挥重要作用。如历史相似分析、陆上移动路径预报在为省委省政府的决策气象服务中,成为台风是否影响河南省的主要决策依据。而台风定量降水预报、历史个例成因分析及预报关键点提示,为业务人员准确预报台风降水的强度、落区提供了有力的技术支撑(见应用证明)。如2018年温比亚影响河南台风暴雨的预报服务。2018817-19日,受“温比亚”低压影响,河南省东部出现大范围暴雨过程,商丘地区近9成站点雨量超过100毫米,一半站点降水超过250毫米,其中3站超过500毫米,最大雨强112毫米。8个国家气象站日降水量突破建站以来历史极值,其中夏邑站355.2毫米超过历史极值两倍,商丘站363.6毫米接近汛期总降水量常年平均值。此次降水过程的日降水强度仅次于“75.8”台风暴雨。温比亚使得商丘、周口出现严重城市内涝,京九和陇海铁路商丘境内限速运行、部分航班延迟或取消,紧急转移安置10914人,农作物受灾面积893千公顷。淮河流域三条支流涨水迅速,部分地区出现旱涝急转。816日河南省气象局向省防办通报台风“温比亚”将给河南省带来比较明显的影响,预报台风“温比亚”登陆后将西行进入河南省东南部并给豫东带来强降水,该服务材料中应用、参考了本项目研究成果之一台风历史个例库所提供的历史相似个例分析,对温比亚可能给河南造成的影响进行了分析研判,为提早做好防御准备赢得了时间。17l8日连发豫东将出现大暴雨的《重要天气报告》 ,项目研究成果之一定量降水预报:17日夜到18日暴雨以上量级降水出现在河南东部,大暴雨出现在周口、商丘、驻马店等地,降水强度、落区和维持时间与实况相符,成为《重要天气报告》服务材料中预报结论的重要技术支撑之一。省委书记等领导共6人次在决策气象服务材料上作出重要批示:要求相关部门积极应对、做好针对温比亚的防御准备。830日王国生书记再次批示:“省气象局在应对‘温比亚’台风中,预警预报积极主动,及时准确,为科学决策提供了重要依据,把灾害损失降到了最低限度。望总结经验,再接再厉,为防灾减灾工作做出更大贡献”。本项目研究成果的应用为省政府和相关部门指挥防汛抗旱、组织抗洪抢险、趋利避害、避免人力物力的浪费提出科学决策建议,做出了积极的贡献。气象预报服务效益、社会经济效益十分显著。

    转化应用中存在的问题:①尚未推广至黄淮中西部其他省份,其业务应用效益未能充分发挥。②早年信息资料缺乏,致台风历史个库中1980年之前的暴雨个例分析信息不完整。

 

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