降水预报思路和方法

一般降水的形成过程降水是大气中的水的相变（即水汽凝聚成雨雪等）过程。从其机制来分析，降水的形成，大致有三个过程降水条件：1

降水的宏观过程，主要决定于天气学条件:降水首先是水汽条件即水汽从源地向降水地区的输送。其次是云滴增长的条件即垂直运动条件即水汽在降水地区辐合上升，形成云。2

降水的微观过程，主要决定

物理条件。云滴增长的条件，即云滴增长变成雨滴(雪、冰雹/粒)而下降。云滴增长的过程有两种：冰晶效应和云滴的碰撞合并作用。云滴增长的条件：主要决定 层厚度，而云层的厚度，又决定于水汽和垂直运动条件。水汽供应愈充分，则

云底高度愈低，上升运动愈强，则云顶高度愈高，因而云层愈厚，云滴增长 ，降水量愈大。所

以在降水的预报中，通常只要分析水汽条件和垂

直运动就够了。一般降水的过程0001gI

VqdppI

0

q

dpt

gpd

1,

.

pQ

c

vdtdtdT致雨水汽被抬升凝结，成云致雨；降到地面，形成径流大气中成云致雨过程蒸发降雨（雪）径流水汽条件(我国)–水汽含量（、比湿、温度差、湿层厚度）–水汽源地（北方：东风、南风、西南风；江南：西南风、东风；华南：南风、西北：？）水汽通量（输送通道）水汽通量散度（降水量大小）上升运动（水汽辐合上升）云滴增长条件暴雨持续时间长(列车效应)t

gp0Vqdp000pI

gI

1q

dps

001g0qppqgdpgs

0dq

I

1

dqs

dp

1

t2

p0t1

0FW

gd

pdt.西北暴雨水汽输送路径综合示意图（所标数字代表该水汽路径所在高度）上升运动条件分析大尺度垂直运动（与天气尺度系统相联系）低层变压场水平风场辐合：风场辐合型、风切变辐散、低层辐线型、切变辐合型(合)涡度平流：温度平流地形：强迫抬升、地形辐合中尺度对流性上升运动：不稳定能量

引起的垂直运动（C

,假相当位温随高度变化）20150601起报中尺度对流性上升运动降水效率高？从天气系统来定性判断上升运动在摩擦层内，由于摩擦的作用，低压区有上升运动，高压区有下沉运动；在摩擦层以上，低槽前部有上升运动，低槽后部有下沉运动；地面负变压中心区有利于上升运动，正变压中心区有利于下沉运动；在暖平流区域中，有利于上升运动，在冷平流区域中，有利于下沉运动；在逆温层附近，由于空气的密度和风有较大差异，因而会产生波状运动，在波峰处上升冷却有利于形成波状云，波谷处下沉增温不利

的形成。云图上重力波？高空辐散，地形抬升如何定量计算？20100323152010032314动力波状云(风切变 地形)空气波动湍流扰动积云线和闭合细胞状云系热力波状冬季西太平洋上的冷锋云系2009.11.03.10：00VIS降水（雨、雪、冻雨）预报思路根据季节特点、地理特点考虑出现降水及其强度的可能性。大尺度环流背景、影响系统、物理量降水预报着眼点：1

高、中、低纬环流的相互作用：冷、暖空气冷空气的作用：强迫抬升暖湿空气使中、低层具有斜压结构，产生正环流，使位能转化为动能，加强上升运动从中高空侵入的冷空气（干侵入？），造成上下不同的平流，使低层位势不稳定增大，有利于对流发展(降低0度层和-20度层高度)所以冷空气侵入的时间、方向、地区，对预报降水出现的时间和雨量大小是一个重要指标在特定的环境下找系统？并不是所有的降水都有冷空气。冷空气侵入能够降低凝结高度（使温度降低达到饱和）、提高凝结效率暖空气作用：输送暖湿气流、增加大气不稳定度2

高、低层系统的相互制约：散度场的高、低空配置问题高值系统(反气旋)与低层低值系统(气旋)叠置高、低空急流相互接近高、低空锋区相连接3

上、下游系统的相互影响（就大形势的演变而言）强降水（暴雨）发生的位置：低涡：西南涡中心（摩擦辐合）降水大、涡前部（副高边缘低空急流所在处水汽充足、风大、曲率涡度大V/Rs）江淮切变线：切变线上辐合不同，降水分布不均（主要有低涡沿切变线移动）落区、强度？注意降水的范围（落区）、降水量主要由？决定？系统移动快慢决定了降水的持续时间及降水强度锋面坡度决定了降水性质和强度：夏季坡度大，降水强度强，多为对流性降水；冬季坡度小，多为稳定性降水。方法大尺度环流背景、影响系统配置（大气层结是否稳定）、物理量、

资料、资料、自动站资料等。（吃透实况、外推）即实况降水中水汽的来源、上升运动、系统的移动等、

变化趋势？以数值预报场为基础，在检验的基础上进行订正做出预报。集合预报产品的应用具体步骤：分析实况–1小时、6小时、24小时雨量动态（强度变化、雨区动态）–24小时（1小时、6小时）降水区与环流场（500、700、850、地面、高低空急流）的配置（00、12UTC）–低层比湿和

温度的大小、湿层厚度–高低空形势与实况的配置----第一型、第二型冷锋的判别(如果有锋面)后倾槽（第一型冷锋或慢行冷锋-坡度1/100）---稳定性降水前倾槽（第二型冷锋或快行冷锋-坡度1/70）---对流性降水无锋面影响时的稳定度？–24小时（6小时）雨量与各层主要物理量（散度、涡度、垂直速度、比湿或

、相对湿度、温度

差、水汽通量散度等）的配置（短期效果较好）资料（强地形特征对降水的增幅作用在上述形势下，云图、

度、运动趋势演变）特征–

弄清上述实况以后，看若能找出简单、好用的某些配置则更好，然后开始研究预报问题（短期、短时）检验某个数值预报模式性能（模式预报不稳定：初始场、预报场检验）有效利用数值预报（形势、降水）08时预报员的地面气压场分析图08时T213的地面气压场分析图福建西南部低值系统分析偏弱08时850hPa风场及切变线08时T213模式850hPa风场及切变线东南风与东风倒槽切变线偏东1个经度东风与东北风倒槽切变线接近实况20时850hPa风场及切变线20时T213模式850hPa风场及切变线倒槽切变线偏东1个经度08时850hPa风场及切变线08时T213模式850hPa风场及切变线倒槽切变线偏东20时850hPa风场及切变线20时T213模式850hPa风场及切变线倒槽切变线偏东2个经度08时500hPa分析08时T213模式500hPa分高压环流分析偏弱低压分析偏弱浙江东北部的记录被平滑掉20时500hPa分析20时T213模式500hPa分析低压系统分析偏弱低值系统分析偏弱08时500hPa分析08时T213模式500hPa分析低值系统分析偏弱20时500hPa分析5920gpm高压分析偏弱20时T213模式500hPa分析05080908.036降水预报模:降水中心值偏小、局地强降水预报能力差020305.24•08时—18日08时北方降水过程:西北地区东部、

盆地东部、华北、黄淮、东北南部由小到中雨逐渐演变为中到大雨、部分地区暴雨过程。思考：北方主要系统（槽、切变线、低涡、急流、锋面）的移动方向与移速？地面、850、700、500百帕系统的配置与云图特征？的变化（水汽图像）与降水强度的水汽来源及比湿或关系？高空急流的变化？物理场？模式预报7.南方影响系统、湿度与降水的变化趋势？降雨个例15日08时16日08时18日08时17日08时200505.14.08-18.08雨区及中心动态图2005.05.14.20850hPa风场温度差与降水的配置关系2005.05.14.20850hPa风场温度、、比湿地形？2005.05.14.20

850hPa风场与地形、温度、、比湿2005.05.14.20

850hPa风场与云图、温度、、比湿厦门银川榆中2005.05.14.20700hPa风场温度差与降水的配置关系与850切变线位置基本一致2005.05.14.20700hPa风场温度、、比湿2005.05.14.20500hPa风场温度、、比湿2005.05.14.20

500hPa风场、云图2005.05.14.20

海平面气压场2005.05.15.20

500hPa高度场2005.05.15.20850hPa风场温度差与降水的配置关系2005.05.15.20

850hPa风场与地形、温度、、比湿2005.05.15.20700hPa风场温度差与降水的配置关系2005.05.15.20

700hPa风场、温度、、比湿2005.05.15.20

500hPa风场、温度、、比湿2005.05.15.20

海平面气压场此锋

面不

存在？2005.05.16.20

500hPa高度场2005.05.16.20850hPa风场温度差与降水的配置关系2005.05.16.20

850hPa风场、温度、、比湿2005.05.16.20700hPa风场温度差与降水的配置关系2005.05.16.20

500hPa风场、温度、、比湿2005.05.16.20

海平面气压场2005.05.17.20

500hPa高度场2005.05.17.20850hPa风场温度差与降水的配置关系2005.05.17.20

850hPa风场、温度、、比湿2005.05.17.20700hPa风场温度差与降水的配置关系2005.05.17.20

700hPa风场、温度、、比湿2005.05.17.20

500hPa风场、温度、、比湿2005.05.17.20

海平面气压场2005.05.14.20

高空急流与云图2005.05.15.20

高空急流与云图2005.05.16.20高空急流与云图2005.05.17.20

高空急流与云图切变两侧风偏弱东风偏弱南风偏强欧洲模式预报与实况的差异？13日20时24小时850hpa风场、相对湿度预报（14日20时）西南风偏弱西南风偏弱湿区范围偏大2005.05.17.20

850hPa假相当位温物理量2005.05.17.20

700hPa假相当位温2005.05.17.20

850hPa比湿842005.05.17.20

850hPa涡度平流2005.05.17.20

200hPa涡度平流2005.05.17.20850hPa水汽通量散度2005.05.17.20700hPa水汽通量散度13日20时24小时700hpa风场、高度场预报（14日20时）云的分布特征？13日20时24小时500hpa风场、高度场预报（14日20时）13日20时24小时500hpa风场、高度场预报（14日20时）+12-36小时预报。14日20时24小时850hpa风场、相对湿度预报（15日20时）河套D，江南暖切变？14日20时24小时700hpa风场、相对湿度预报（15日20时）14日20时24小时500hpa风场、高度场预报（15日20时）14日20时24小时500hpa风场、高度场预报（15日20时）+12-36小时预报。15日20时24小时850hpa风场、相对湿度预报（16日20时）15日20时24小时700hpa风场、相对湿度预报（16日20时）15日20时24小时500hpa风场、高度场预报（16日20时）15日20时24小时500hpa风场、高度场预报（16日20时）+12-36小时预报。16日20时24小时850hpa风场、相对湿度预报（17日20时）D16日20时24小时700hpa风场、相对湿度预报（17日20时）16日20时24小时500hpa风场、高度场预报（17日20时）16日20时24小时500hpa风场、高度场预报（17日20时）+12-36小时预报。中高纬西风带、高原涡、西南涡？、急流南方切

变线？、南支槽与北支

槽结合1616日20时17日20时14日20时15日20时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（列车效应）大气层结与降水效率的关系降水效率：低的云底高度云下层平均相对湿度微物理过程（暖云）

–10

to

-15

大凝结核Enhanced

Intensity–

Precipitationefficiency–

Tropical,

maritimeconnection–

Deep,

above-freezing

layer–

Low-level

jet,

rapid

moisturereplenishment–

Low-level

focus

(terrain

andboundary)/class/FLOAT_2001/index.htm大陆强对流（左）和热带降水型（右）

做好预报要注意的一些问题考虑的几方面：降水的气候概况（季节特点、地理分布特点）

大环流背景、影响系统路径和强度、地形特征，实质是动力和水汽条件降水相态广州1971~2000年我国年均降水量分布图（单位：mm）广州1971~2000年我国年均暴雨日数分布图降水预报的难点：降水的开始预报：时间的把握降水的结束预报：时间与强度的把握雨雪转换单站降水（雨雪快速转换个例的预报20时-18日20时）可用资料（以下时间之前）：17日08时高空17日14时地面17日15时或16时云图17日16时

、地面加密17日08时起报的EC、T639、

模式17日16时17日13时17日08时16日20时17日08时17日13时17日08时17日08时17日08时17日14时17日14时该处雾消散？17日14时1414081408081414083mm17日08时T213相对湿度场（1000百帕）850百帕相对湿度的分布？17日16时1小时降水量5mm11mm17日08时500hPa引导气流、温压场配置？17日08时500hPa17日08时700hPa17日08时700hPa17日08时850hPa17日08时850hPa17日08时300hPa急流锋面、南方降水影响系统？17日08时综合地形16日20时EC（棕色）分析场与等高线对比16日20时500hPaEC（红色）风场与观测对比16日20时700hPaEC（红色）风场与观测对比16日20时850hPaEC（红色）风场与观测对比16日20时500hPaEC（红色）风场、高度场24小时预报16日20时700hPaEC（红色）风场、相对湿度场24小时预报16日20时850hPaEC（红色）风场、相对湿度场24小时预报16日20时槽（切变）24小时预报（17日20时）16日20时EC850（黄色）相对湿度场、700相对湿度（绿色）、槽（切变）24小时预报16日20时500hPaEC（红色）风场、高度场48小时预报16日20时700hPaEC（红色）风场、相对湿度场48小时预报16日20时850hPaEC风场、相对湿度场48小时预报16日20时槽（切变）48小时预报（18日20时）17日20时18日20时17日08时16日20时EC850（黄色）相对湿度场、700相对湿度（绿色）、槽（切变）48小时预报17日20时0度线预报与实况基本一致16日20时850温度0（紫色）、24（红色）、48（黑色）小时分析、预报（16、17、18日20时）16日20时EC850温度24（综色）、48（红色）小时预报（17-16、18-17日）16日20时EC地面气压场0、24、48小时分析、预报（16、17、18日20时）1720-1820冷空气快速南下17日08时500hPaT213风场、高度场24小时预报(18日08时)17日08时700hPaT213（红色）风场、相对湿度场、比湿24小时预报（18日08时）7g/kg1-2g/kg17日08时850hPaT213（红色）风场、相对湿度场、比湿24小时预报（18日08时）12g/kg2g/kg17日08时槽（切变）24小时预报（18日08时）500比湿最大3g/kg17日08时槽（切变）24小时预报（18日08时）17日08时T213模式850（黄色）相对湿度场、700相对湿度（绿色）、槽（切变）24小时预报17日20时EC预报18日20时EC预报18日08时T213预报17日08时分析场T213

24小时预报18日08时850水汽通量散度T213

24小时预报18日08时850垂直速T213

24小时预报18日08时500垂直速T213

24小时预报18日08时850假相当位温T213模式24小时预报18日08时850假相当位温（红色）和等温线（黑色）17日08时850hPaT213模式24小时预报18日08时（黑色）和18日20时850等温线（红色）T213模式24小时预报18日08时（红色）和18日20时海平面气压（黑色）T213降水12小时预报

1720-1808(16日20时起报)T213降水12小时预报

1808-1820T213降水24小时预报1720-1820(16日20时起报)降水模式预报24小时累积（17日08时起报）36小时累积（17日08时起报）降水12小时预报1720-1808(16日20时起报)降水12小时预报1808-20(16日20时起报)降水24小时预报1720-1820(16日20时起报)实况降水1720-18027毫米12毫米25毫米4毫米14毫米10毫米实况降水1802-1808实况降水1808-1814实况降水1814-1820形势、系统及降水检验？179与降水性质有关的因子1、0℃层的高度2、整层的温度和低层的湿度特别关注：地面到0℃层的温度及其变化地面到0℃层的湿度及其梯度云底的高度过冷层（云顶～

0℃层）的厚度•暖层

（云底～

0℃层）的厚度3、成冰的大小4、低层湍流抬升snowsleetfreezingrain181降水相态：与低层大气温度垂直结构密切相关。对平原地区一般而言，雨雪分界线850hPa温度零下4℃左右；地面4℃以上为