降水預報思路和方法

一般降水的形成過程降水是大氣中的水的相變（即水汽凝聚成雨雪等）過程。從其機制來分析，降水的形成，大致有三個過程降水條件：1

降水的宏觀過程，主要決定于天氣學條件:降水首先是水汽條件即水汽從源地向降水地區(qū)的輸送。其次是云滴增長的條件即垂直運動條件即水汽在降水地區(qū)輻合上升，形成云。2

降水的微觀過程，主要決定

物理條件。云滴增長的條件，即云滴增長變成雨滴(雪、冰雹/粒)而下降。云滴增長的過程有兩種：冰晶效應和云滴的碰撞合并作用。云滴增長的條件：主要決定 層厚度，而云層的厚度，又決定于水汽和垂直運動條件。水汽供應愈充分，則

云底高度愈低，上升運動愈強，則云頂高度愈高，因而云層愈厚，云滴增長 ，降水量愈大。所

以在降水的預報中，通常只要分析水汽條件和垂

直運動就夠了。一般降水的過程0001gI

VqdppI

0

q

dpt

gpd

1,

.

pQ

c

vdtdtdT致雨水汽被抬升凝結(jié)，成云致雨；降到地面，形成徑流大氣中成云致雨過程蒸發(fā)降雨（雪）徑流水汽條件(我國)–水汽含量（、比濕、溫度差、濕層厚度）–水汽源地（北方：東風、南風、西南風；江南：西南風、東風；華南：南風、西北：？）水汽通量（輸送通道）水汽通量散度（降水量大小）上升運動（水汽輻合上升）云滴增長條件暴雨持續(xù)時間長(列車效應)t

gp0Vqdp000pI

gI

1q

dps

001g0qppqgdpgs

0dq

I

1

dqs

dp

1

t2

p0t1

0FW

gd

pdt.西北暴雨水汽輸送路徑綜合示意圖（所標數(shù)字代表該水汽路徑所在高度）上升運動條件分析大尺度垂直運動（與天氣尺度系統(tǒng)相聯(lián)系）低層變壓場水平風場輻合：風場輻合型、風切變輻散、低層輻線型、切變輻合型(合)渦度平流：溫度平流地形：強迫抬升、地形輻合中尺度對流性上升運動：不穩(wěn)定能量

引起的垂直運動（C

,假相當位溫隨高度變化）20150601起報中尺度對流性上升運動降水效率高？從天氣系統(tǒng)來定性判斷上升運動在摩擦層內(nèi)，由于摩擦的作用，低壓區(qū)有上升運動，高壓區(qū)有下沉運動；在摩擦層以上，低槽前部有上升運動，低槽后部有下沉運動；地面負變壓中心區(qū)有利于上升運動，正變壓中心區(qū)有利于下沉運動；在暖平流區(qū)域中，有利于上升運動，在冷平流區(qū)域中，有利于下沉運動；在逆溫層附近，由于空氣的密度和風有較大差異，因而會產(chǎn)生波狀運動，在波峰處上升冷卻有利于形成波狀云，波谷處下沉增溫不利

的形成。云圖上重力波？高空輻散，地形抬升如何定量計算？20100323152010032314動力波狀云(風切變 地形)空氣波動湍流擾動積云線和閉合細胞狀云系熱力波狀冬季西太平洋上的冷鋒云系2009.11.03.10：00VIS降水（雨、雪、凍雨）預報思路根據(jù)季節(jié)特點、地理特點考慮出現(xiàn)降水及其強度的可能性。大尺度環(huán)流背景、影響系統(tǒng)、物理量降水預報著眼點：1

高、中、低緯環(huán)流的相互作用：冷、暖空氣冷空氣的作用：強迫抬升暖濕空氣使中、低層具有斜壓結(jié)構，產(chǎn)生正環(huán)流，使位能轉(zhuǎn)化為動能，加強上升運動從中高空侵入的冷空氣（干侵入？），造成上下不同的平流，使低層位勢不穩(wěn)定增大，有利于對流發(fā)展(降低0度層和-20度層高度)所以冷空氣侵入的時間、方向、地區(qū)，對預報降水出現(xiàn)的時間和雨量大小是一個重要指標在特定的環(huán)境下找系統(tǒng)？并不是所有的降水都有冷空氣。冷空氣侵入能夠降低凝結(jié)高度（使溫度降低達到飽和）、提高凝結(jié)效率暖空氣作用：輸送暖濕氣流、增加大氣不穩(wěn)定度2

高、低層系統(tǒng)的相互制約：散度場的高、低空配置問題高值系統(tǒng)(反氣旋)與低層低值系統(tǒng)(氣旋)疊置高、低空急流相互接近高、低空鋒區(qū)相連接3

上、下游系統(tǒng)的相互影響（就大形勢的演變而言）強降水（暴雨）發(fā)生的位置：低渦：西南渦中心（摩擦輻合）降水大、渦前部（副高邊緣低空急流所在處水汽充足、風大、曲率渦度大V/Rs）江淮切變線：切變線上輻合不同，降水分布不均（主要有低渦沿切變線移動）落區(qū)、強度？注意降水的范圍（落區(qū)）、降水量主要由？決定？系統(tǒng)移動快慢決定了降水的持續(xù)時間及降水強度鋒面坡度決定了降水性質(zhì)和強度：夏季坡度大，降水強度強，多為對流性降水；冬季坡度小，多為穩(wěn)定性降水。方法大尺度環(huán)流背景、影響系統(tǒng)配置（大氣層結(jié)是否穩(wěn)定）、物理量、

資料、資料、自動站資料等。（吃透實況、外推）即實況降水中水汽的來源、上升運動、系統(tǒng)的移動等、

變化趨勢？以數(shù)值預報場為基礎，在檢驗的基礎上進行訂正做出預報。集合預報產(chǎn)品的應用具體步驟：分析實況–1小時、6小時、24小時雨量動態(tài)（強度變化、雨區(qū)動態(tài)）–24小時（1小時、6小時）降水區(qū)與環(huán)流場（500、700、850、地面、高低空急流）的配置（00、12UTC）–低層比濕和

溫度的大小、濕層厚度–高低空形勢與實況的配置----第一型、第二型冷鋒的判別(如果有鋒面)后傾槽（第一型冷鋒或慢行冷鋒-坡度1/100）---穩(wěn)定性降水前傾槽（第二型冷鋒或快行冷鋒-坡度1/70）---對流性降水無鋒面影響時的穩(wěn)定度？–24小時（6小時）雨量與各層主要物理量（散度、渦度、垂直速度、比濕或

、相對濕度、溫度

差、水汽通量散度等）的配置（短期效果較好）資料（強地形特征對降水的增幅作用在上述形勢下，云圖、

度、運動趨勢演變）特征–

弄清上述實況以后，看若能找出簡單、好用的某些配置則更好，然后開始研究預報問題（短期、短時）檢驗某個數(shù)值預報模式性能（模式預報不穩(wěn)定：初始場、預報場檢驗）有效利用數(shù)值預報（形勢、降水）08時預報員的地面氣壓場分析圖08時T213的地面氣壓場分析圖福建西南部低值系統(tǒng)分析偏弱08時850hPa風場及切變線08時T213模式850hPa風場及切變線東南風與東風倒槽切變線偏東1個經(jīng)度東風與東北風倒槽切變線接近實況20時850hPa風場及切變線20時T213模式850hPa風場及切變線倒槽切變線偏東1個經(jīng)度08時850hPa風場及切變線08時T213模式850hPa風場及切變線倒槽切變線偏東20時850hPa風場及切變線20時T213模式850hPa風場及切變線倒槽切變線偏東2個經(jīng)度08時500hPa分析08時T213模式500hPa分高壓環(huán)流分析偏弱低壓分析偏弱浙江東北部的記錄被平滑掉20時500hPa分析20時T213模式500hPa分析低壓系統(tǒng)分析偏弱低值系統(tǒng)分析偏弱08時500hPa分析08時T213模式500hPa分析低值系統(tǒng)分析偏弱20時500hPa分析5920gpm高壓分析偏弱20時T213模式500hPa分析05080908.036降水預報模:降水中心值偏小、局地強降水預報能力差020305.24?08時—18日08時北方降水過程:西北地區(qū)東部、

盆地東部、華北、黃淮、東北南部由小到中雨逐漸演變?yōu)橹械酱笥辍⒉糠值貐^(qū)暴雨過程。思考：北方主要系統(tǒng)（槽、切變線、低渦、急流、鋒面）的移動方向與移速？地面、850、700、500百帕系統(tǒng)的配置與云圖特征？的變化（水汽圖像）與降水強度的水汽來源及比濕或關系？高空急流的變化？物理場？模式預報7.南方影響系統(tǒng)、濕度與降水的變化趨勢？降雨個例15日08時16日08時18日08時17日08時200505.14.08-18.08雨區(qū)及中心動態(tài)圖2005.05.14.20850hPa風場溫度差與降水的配置關系2005.05.14.20850hPa風場溫度、、比濕地形？2005.05.14.20

850hPa風場與地形、溫度、、比濕2005.05.14.20

850hPa風場與云圖、溫度、、比濕廈門銀川榆中2005.05.14.20700hPa風場溫度差與降水的配置關系與850切變線位置基本一致2005.05.14.20700hPa風場溫度、、比濕2005.05.14.20500hPa風場溫度、、比濕2005.05.14.20

500hPa風場、云圖2005.05.14.20

海平面氣壓場2005.05.15.20

500hPa高度場2005.05.15.20850hPa風場溫度差與降水的配置關系2005.05.15.20

850hPa風場與地形、溫度、、比濕2005.05.15.20700hPa風場溫度差與降水的配置關系2005.05.15.20

700hPa風場、溫度、、比濕2005.05.15.20

500hPa風場、溫度、、比濕2005.05.15.20

海平面氣壓場此鋒

面不

存在？2005.05.16.20

500hPa高度場2005.05.16.20850hPa風場溫度差與降水的配置關系2005.05.16.20

850hPa風場、溫度、、比濕2005.05.16.20700hPa風場溫度差與降水的配置關系2005.05.16.20

500hPa風場、溫度、、比濕2005.05.16.20

海平面氣壓場2005.05.17.20

500hPa高度場2005.05.17.20850hPa風場溫度差與降水的配置關系2005.05.17.20

850hPa風場、溫度、、比濕2005.05.17.20700hPa風場溫度差與降水的配置關系2005.05.17.20

700hPa風場、溫度、、比濕2005.05.17.20

500hPa風場、溫度、、比濕2005.05.17.20

海平面氣壓場2005.05.14.20

高空急流與云圖2005.05.15.20

高空急流與云圖2005.05.16.20高空急流與云圖2005.05.17.20

高空急流與云圖切變兩側(cè)風偏弱東風偏弱南風偏強歐洲模式預報與實況的差異？13日20時24小時850hpa風場、相對濕度預報（14日20時）西南風偏弱西南風偏弱濕區(qū)范圍偏大2005.05.17.20

850hPa假相當位溫物理量2005.05.17.20

700hPa假相當位溫2005.05.17.20

850hPa比濕842005.05.17.20

850hPa渦度平流2005.05.17.20

200hPa渦度平流2005.05.17.20850hPa水汽通量散度2005.05.17.20700hPa水汽通量散度13日20時24小時700hpa風場、高度場預報（14日20時）云的分布特征？13日20時24小時500hpa風場、高度場預報（14日20時）13日20時24小時500hpa風場、高度場預報（14日20時）+12-36小時預報。14日20時24小時850hpa風場、相對濕度預報（15日20時）河套D，江南暖切變？14日20時24小時700hpa風場、相對濕度預報（15日20時）14日20時24小時500hpa風場、高度場預報（15日20時）14日20時24小時500hpa風場、高度場預報（15日20時）+12-36小時預報。15日20時24小時850hpa風場、相對濕度預報（16日20時）15日20時24小時700hpa風場、相對濕度預報（16日20時）15日20時24小時500hpa風場、高度場預報（16日20時）15日20時24小時500hpa風場、高度場預報（16日20時）+12-36小時預報。16日20時24小時850hpa風場、相對濕度預報（17日20時）D16日20時24小時700hpa風場、相對濕度預報（17日20時）16日20時24小時500hpa風場、高度場預報（17日20時）16日20時24小時500hpa風場、高度場預報（17日20時）+12-36小時預報。中高緯西風帶、高原渦、西南渦？、急流南方切

變線？、南支槽與北支

槽結(jié)合1616日20時17日20時14日20時15日20時Flash

flood:Basic

principlesChappell’sRainfall

rate,

R

EwqE

=

precipitation

efficiencyw

=

ascent

rate

(length

xtime-1)q

=

water

vapor

mixing

ratioEfficiency

schematicWhat

controls

efficiency?Evaporation

of

condensed

waterEnvironmental

humidityVertical

windshearExportation

of

condensed

water

into

anvil,

typically

inthe

form

of

iceMultiple

cellsEarly

cells

may

be

inefficientLater

cells

develop

in

a

modified

environment（列車效應）大氣層結(jié)與降水效率的關系降水效率：低的云底高度云下層平均相對濕度微物理過程（暖云）

–10

to

-15

大凝結(jié)核Enhanced

Intensity–

Precipitationefficiency–

Tropical,

maritimeconnection–

Deep,

above-freezing

layer–

Low-level

jet,

rapid

moisturereplenishment–

Low-level

focus

(terrain

andboundary)/class/FLOAT_2001/index.htm大陸強對流（左）和熱帶降水型（右）

做好預報要注意的一些問題考慮的幾方面：降水的氣候概況（季節(jié)特點、地理分布特點）

大環(huán)流背景、影響系統(tǒng)路徑和強度、地形特征，實質(zhì)是動力和水汽條件降水相態(tài)廣州1971~2000年我國年均降水量分布圖（單位：mm）廣州1971~2000年我國年均暴雨日數(shù)分布圖降水預報的難點：降水的開始預報：時間的把握降水的結(jié)束預報：時間與強度的把握雨雪轉(zhuǎn)換單站降水（雨雪快速轉(zhuǎn)換個例的預報20時-18日20時）可用資料（以下時間之前）：17日08時高空17日14時地面17日15時或16時云圖17日16時

、地面加密17日08時起報的EC、T639、

模式17日16時17日13時17日08時16日20時17日08時17日13時17日08時17日08時17日08時17日14時17日14時該處霧消散？17日14時1414081408081414083mm17日08時T213相對濕度場（1000百帕）850百帕相對濕度的分布？17日16時1小時降水量5mm11mm17日08時500hPa引導氣流、溫壓場配置？17日08時500hPa17日08時700hPa17日08時700hPa17日08時850hPa17日08時850hPa17日08時300hPa急流鋒面、南方降水影響系統(tǒng)？17日08時綜合地形16日20時EC（棕色）分析場與等高線對比16日20時500hPaEC（紅色）風場與觀測對比16日20時700hPaEC（紅色）風場與觀測對比16日20時850hPaEC（紅色）風場與觀測對比16日20時500hPaEC（紅色）風場、高度場24小時預報16日20時700hPaEC（紅色）風場、相對濕度場24小時預報16日20時850hPaEC（紅色）風場、相對濕度場24小時預報16日20時槽（切變）24小時預報（17日20時）16日20時EC850（黃色）相對濕度場、700相對濕度（綠色）、槽（切變）24小時預報16日20時500hPaEC（紅色）風場、高度場48小時預報16日20時700hPaEC（紅色）風場、相對濕度場48小時預報16日20時850hPaEC風場、相對濕度場48小時預報16日20時槽（切變）48小時預報（18日20時）17日20時18日20時17日08時16日20時EC850（黃色）相對濕度場、700相對濕度（綠色）、槽（切變）48小時預報17日20時0度線預報與實況基本一致16日20時850溫度0（紫色）、24（紅色）、48（黑色）小時分析、預報（16、17、18日20時）16日20時EC850溫度24（綜色）、48（紅色）小時預報（17-16、18-17日）16日20時EC地面氣壓場0、24、48小時分析、預報（16、17、18日20時）1720-1820冷空氣快速南下17日08時500hPaT213風場、高度場24小時預報(18日08時)17日08時700hPaT213（紅色）風場、相對濕度場、比濕24小時預報（18日08時）7g/kg1-2g/kg17日08時850hPaT213（紅色）風場、相對濕度場、比濕24小時預報（18日08時）12g/kg2g/kg17日08時槽（切變）24小時預報（18日08時）500比濕最大3g/kg17日08時槽（切變）24小時預報（18日08時）17日08時T213模式850（黃色）相對濕度場、700相對濕度（綠色）、槽（切變）24小時預報17日20時EC預報18日20時EC預報18日08時T213預報17日08時分析場T213

24小時預報18日08時850水汽通量散度T213

24小時預報18日08時850垂直速T213

24小時預報18日08時500垂直速T213

24小時預報18日08時850假相當位溫T213模式24小時預報18日08時850假相當位溫（紅色）和等溫線（黑色）17日08時850hPaT213模式24小時預報18日08時（黑色）和18日20時850等溫線（紅色）T213模式24小時預報18日08時（紅色）和18日20時海平面氣壓（黑色）T213降水12小時預報

1720-1808(16日20時起報)T213降水12小時預報

1808-1820T213降水24小時預報1720-1820(16日20時起報)降水模式預報24小時累積（17日08時起報）36小時累積（17日08時起報）降水12小時預報1720-1808(16日20時起報)降水12小時預報1808-20(16日20時起報)降水24小時預報1720-1820(16日20時起報)實況降水1720-18027毫米12毫米25毫米4毫米14毫米10毫米實況降水1802-1808實況降水1808-1814實況降水1814-1820形勢、系統(tǒng)及降水檢驗？179與降水性質(zhì)有關的因子1、0℃層的高度2、整層的溫度和低層的濕度特別關注：地面到0℃層的溫度及其變化地面到0℃層的濕度及其梯度云底的高度過冷層（云頂～

0℃層）的厚度?暖層

（云底～

0℃層）的厚度3、成冰的大小4、低層湍流抬升snowsleetfreezingrain181降水相態(tài)：與低層大氣溫度垂直結(jié)構密切相關。對平原地區(qū)一般而言，雨雪分界線850hPa溫度零下4℃左右；地面4℃以上為