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漏网之雨”!暴雨预报怎么成了难题?


  明明预报有雷雨!

  结果却是个晴天,

  雷呢,雨呢?

  
 

  说上午有暴雨,天快黑了雨还没下来……

  
 

  很多市民会抱怨天气预报“不靠谱”。

  
 

  事实果真如此吗?

  也许天气预报准确了99次过程,没有人记得,

  但只要有一次预报错了,没有人会忘记!

  
 

  
 

  预报员们经常也会有这样的尴尬和无奈。

  
 

 每到汛期就是暴雨肆虐的时段。因此收听收看天气预报是每天必不可少的一项事情,暴雨预报准确率有多高?每次暴雨过程都能分毫不差的预报预测出来吗?

  
 

  汛期是一个水利名词,是指河水在一年中有规律显著上涨的时期。“汛”就是水盛的样子,“汛期”就是河流水盛的时期,汛期不等于水灾,但是水灾一般都在汛期。

  
 

  中国多数江河的暴雨洪水发生在伏秋大汛期,暴雨洪水的季节性与雨带南北移动和台风频繁活动有密切关系,所以各地区汛期的起止时间不一样。汛期(主要指伏秋大汛)起止时间的划分,一般用该时段洪水发生的频率来反映。以超过年最大洪峰流量多年平均值的洪水称为“大洪水”。汛期时段的确定,是要保证90%以上的“大洪水”出现在所划定的时段内;主汛期则以控制80%以上的“大洪水”来确定时段。例如:江南地区4~9月是汛期,5~6月是主汛期;珠江4月中旬至9月为汛期,其中4~6月为前汛期,7~9月为后汛期,5~6月是主汛期;长江5月至10月中旬为汛期,7~8月是主汛期;淮河6~9月为汛期,7~8月是主汛期;黄河7~10月为汛期,7~8月是主汛期;海河7~8月为汛期,7月下旬至8月上旬是主汛期;松花江7~9月为汛期,8月下旬至9月上旬是主汛期。分析表明,中国各地汛期开始时间随雨带的变化自南向北逐步推迟,而汛期的长度则自南向北逐渐缩短;珠江、钱塘江、瓯江和黄河、汉水、嘉陵江等有明显的双汛期,前者分前汛期和后汛期,后者分伏汛期和秋汛期;7~8月是全国大洪水出现频率最高的时间。

  
 

暴雨预报的出炉

  
 

  暴雨通常是由中尺度天气系统造成的。每小时降雨量在16毫米以上、或连续12小时降雨量在30毫米以上、或24小时降水量为50毫米及以上的雨称为“暴雨”。根据其降水强度的大小又细分为“暴雨”、“大暴雨”和“特大暴雨”。

  
 

  一般来说,形成暴雨需要三个条件,即充足的水汽供应,较强的垂直上升条件和一定的降水持续时间。在暴雨预报的过程中,预报员需要充分考虑这三个条件来判断降水过程可能形成暴雨的量级。预报员进行暴雨预报工作主要是依赖于观测数据和数值模式的预报,在此基础上,预报员再通过自身的知识和经验来对预报结果进行判断与订正。

  
 

  北京降水雷达图 资料图


 暴雨预报为何是世界性难题

  
 

  从整个世界来看,暴雨预测的准确率也一直不高,其中最高的美国准确率仅为25%。首先,中国的数值预报与欧洲、美国等相比,起步要晚,先天条件处于弱势。

  
 

  然后,从暴雨发生到维持的原因看,它是不同时间尺度、不同空间尺度影响系统相互作用的结果,不在一定的空间和时间范围内对与暴雨有关的各方面条件和资料进行全面和综合的分析很难得出正确的预报结论。从常规高空观测系统上看,目前它所提供的有关暴雨的观测资料和信息主要是针对天气尺度的,而对直接造成暴雨的中小尺度观测并不充分,甚至十分缺乏。这就好比用网捕鱼,网眼太大,小尺度的天气系统难免会成为“漏网之鱼”。

  
 

  另外,大气运动是一个相当复杂的结构,受到海陆分布、地形和下垫面条件的影响,甚至人类活动都会对大气运动的规律性带来一定的影响,从而导致暴雨的出现具有一定的不确定性。

  
 

  
 

  有的小伙伴要问了:

  不是有卫星、雷达和自动气象站等观测设备么?

  难道它们都失灵了?

  
 

  其实,我国平均约200公里有一个常规高空观测站,且每日仅两次观测,而形成暴雨的云团面积都比较小,生命史短,有时经常成为“漏网之鱼”。现有观测资料依然不能代替高分辨大气内部气象要素的观测,无法满足暴雨预报所急需的精细化的观测。另外,数值预报需要大量的观测数据,而中国的数据量明显要少一些。卫星的数量是一个原因,另外就是在将卫星资料转换为数据的过程中,中国还存在一些技术难题,美国的卫星资料利用率能达到90%以上,中国明显还达不到。


暴雨预报的未来

  
 

  天气预报,尤其是暴雨预报并不能完全依赖于数值预报,必须发挥预报员的主观能动性。通过预报员掌握的理论知识、经验、资料与信息和其他预报方法对数值预报的结果进行有效的订正,甚至在必要时进行更改,最终确定的预报结果可能偏差较小、较接近实际。

  
 

  中国工程院院士丁一汇表示,数值天气预报仍然是暴雨预报的主要依据。数值预报加预报员订正的半理论半经验方法是天气预报也是暴雨中、短期预报在未来相当长一段时期内的主要预报方法。要达到完全客观化、自动化的时代还有十分漫长的路要走。

  
 

  近年,我国的暴雨预报已经在精细化方面做了很多有益的探索和实践,未来暴雨预报将继续朝着定时、定点、定量的方向发展。而且,由我国自主研发的GRAPES数值天气预报系统1.0版本已实现准业务运行,相关检验表明,该系统对雨带预报基本正确,这也将给中国的暴雨预报带来曙光。

  
 

  对于强降雨过程和天气趋势,可以提前一周做出判断,但是要求预报准确率较高的话,则需要在三天或者更短的时间。就我国目前的暴雨预报情况来看,预报员对于暴雨过程、影响的范围和时间的把握相对较好,但是对强降水中心的落区、量级以及影响的准确时段的预报,难度还较大。目前虽然无法提前若干天预报每场暴雨,但可做好短时临近预报,弥补突发性、局地性暴雨预报的不足。

  
 

  暴雨预报的困难也许还会持续一段时间,但是人类探索自然的精神永恒。相信随着科技的进步,无规律的暴雨会“有规律可循”,暴雨预报这一亘古科学难题终究会迎刃而解。

  

  来源:中国气象科普微信公众号  

 
 

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