对流天气临近预报技术的发展与研究进展＋.pdf

第15卷6期 应用气象学报 V01．15，No．6 2004年12月 OFAPPLIEDMETEOROLOGICALSCIENCE December2004 JOURNAL 对流天气临近预报技术的发展与研究进展+ 陈明轩1’ 俞小鼎1)2’谭晓光1’ 王迎春1) 1’(中国气象局北京城市气象研究所，北京100089) 2’(中国气象局培训中心，北京100081) 摘 要 目前，临近预报技术主要包括雷暴识别追踪和外推预报技术、数值预报技术以及以分析 观测资料为主的概念模型预报技术等。其中，识别追踪和外推预报技术主要以雷达资料为 基础，在这方面，交叉相关外推和回波特征追踪识别外推是比较成熟的技术，已经用于许多 的f临近预报业务系统中，其缺陷是预报时效较短，准确率也不是很高。随着精细数值天气预 报技术和计算机技术的发展，利用多普勒天气雷达资料和其它中小尺度观测资料进行数值 模式初始化，来预报雷暴的发生、发展和消亡已经成为一个研究的热点，该技术发展很快但 还不成熟。概念模型预报技术主要是通过综合分析多种中小尺度观测资料，包括雷达和气 象卫星资料等，在此基础上建立雷暴发生、发展和消亡的概念模型，特别是边界层辐合线和 强对流的密切关系等，再结合数值模式分析预报和其它外推技术的结果，然后建立雷暴临近 预报的专家系统，其不但可以获取雷暴和对流降水移动、发展的信息，还可以预报它们的生 成和消亡。检验和定性评估也表明，将多种资料和技术集于一体的概念模型专家系统，其临 近预报的准确率最高，时效也最长，是临近预报技术未来发展的主要趋势之一。NCAR的 Auto-Nowcaster系统是雷暴临近预报概念模型专家系统的一个典型代表。 关键词：临近预报算法专家系统 引 言 对流天气临近预报是指对未来几小时之内(一般指0～2h)的对流天气系统及其所伴 随的灾害性天气的发生、发展、演变和消亡的预报。临近预报技术是在20世纪60～70年 代在外推雷达回波的基础上发展起来的。近十多年来，随着天气雷达技术的进一步发展， 特别是美国新一代多普勒天气雷达WSR一88D在美国以及欧洲部分国家布网的完 成【1qJ，以雷达资料为基础的对流天气临近预报技术的研究进展很快。在当今国际上， 发展出了许多先进的临近预报系统，对灾害性强天气的临近预报和预警起到了积极作用。 有的临近预报系统不仅使用雷达资料，同时还融合了地面中尺度观测资料、探空资料、闪 电资料、风廓线资料以及中尺度数值模式预报等，以试图提高临近预报的时空精度。在 · 运会国际天气预报示范计划关键技术研究”(2003BA904808)共同资助。 2003．06．20收到，2003．08．26收到修改稿。 万方数据 6期 陈明轩等：对流天气临近预报技术的发展与研究进展 755 示了当今国际上几个先进的临近预报系统，对临近预报技术的发展起到了很大的推动作 用，不但在国际气象界而且在社会、经济等领域产生了深远的影响∞j。 我国早在20世纪50年代开始就致力于暴雨等中尺度灾害性天气的研究，并且先后 建立了“京津冀”等四大中尺度试验基地，以及目前正在执行的国家重点基础研究发展规 划项目“我国重大天气灾害的形成机理和预测理论研究”等课题，就我国灾害性天气的短 时和临近预报做了大量的研究工作，取得了许多重要的研究成果，为国家防灾减灾做出了 很大贡献。但是，由于观测技术和资料等的限制，我国的临近预报技术与国际先进水平相 比，还存在一定差距。目前，随着全国范围内新一代多普勒天气雷达布网工程的全面实 施，临近预报技术的研究成为我国气象科研工作者面临的一项重要任务瑚j。 术的研究与发展现状以及未来的发展方向。文中为叙述方便，对于强对流天气系统有时 使用“雷暴”或者“风暴”来描述。 1主要的临近预报方法