中尺度观测资料对区域谱模式预报1998年5月24日降雨之影...

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1、Reprint351中尺度觀測資料對區域譜模式預報1998年5月24日降雨之影響黃偉健林鄺泗蓮香港天文台ImpactofMesoscaleObservationDataonForecastingtheRainfallEventon24May1998bytheRegionalSpectralModelW.K.Wong,HildaLamHongKongObservatoryAbstractHeavyrainfalleventsoccurinsouthChinaduringspringandsummerareoftenassociatedwithrapidlydevel

2、opedmesoscaleweathersystems.Intensiveobservationsincludingsurfaceandupper-airobservationsareinvaluableforbothreal-timeanalysisanddataassimilationinnumericalweatherpredictionmodelstoforecastsubsequentweatherdevelopment.Thispaperdiscusstheimpactofintensivesurfaceobservations,thatwerecol

3、lectedduringtheHUAMEXperiod,ontheforecastoftherainstormduring23-24May1998.TheinclusionofmoresurfaceobservationsimprovestheradarrainfallanalysisusedinthephysicalinitializationoftheRegionalSpectralModelandincreasestheforecastrainfallamounton24MayintheGuangdongregionnorthofHongKong.1.序言華

4、南地區在春夏時份發生的暴雨，往往是由於發展強烈的中尺度天氣系統所引致，而暴雨系統的生成與消亡都相當迅速。在監測和預警暴雨發生方面，地面天氣雷達和人造衛星資料固然在日常業務上是不可缺少的工具，不過若果能有更多氣象測站去記錄暴雨系統中的地面和高空氣象數據，對分析暴雨系統結構和數值預報都很有幫助。1998年5月至6月期間舉行的南海季風和華南暴雨試驗，嵬集了豐富的氣象數據，來研究華南地區暴雨。本文以98年5月24日在華南地區發生的暴雨個例，利用香港-1-天文台區域譜模式，再加上這些額外的觀測資料，來探討對模式短期降雨預測表現的影響。2.天氣背景98年5月23日，一道冷鋒在

5、華南地區形成，受到大氣中層西風深槽的推動影響，冷鋒迅速往南移動。24日清晨時份，冷鋒到達廣東西部，相關的雨區逐漸增強，並向東面移動。同時處於冷鋒前沿的暖濕空氣受到抬升，香港東北至深圳以東的地區持續出現降雨。24日早上，位於珠江口附近地區的暴雨系統加劇發展，新界北部至深圳地區均出現回波的發展(圖1a)，引起大雨。中午時份整條雨帶組織起來，呈南北走向分佈，繼續往東面推進(圖1b)，橫過香港。在下午4時後大雨區離開香港，並逐漸減弱。3.實驗設定3.1區域譜模式(RSM)香港天文台從99年12月底起業務運行一套區域譜模式系統。該系統主要由兩個水平分辨率為60公里與20公里

6、的套模式組成，垂直方向各自有36層[1,2]。外範圍的60公里模式每天運算4次，利用在國際協調時(UTC)00、06、12及18時的觀測資料進行分析，計算48小時預報，目的是預測中低緯度上各天氣尺度系統的演變，並提供邊界條件予內範圍的20公里模式。內範圍模式每日運行8次，預報時效為24小時。模式系統會利用雷達雨量分析資料進行物理初始化過程，希望有助模式加強預測初期暴雨的能力。在這次研究中，我們在外範圍模式方面是利用23日06UTC-2-的6小時預報結果作為初始場，對12UTC的資料進行分析和預報，然後再用內範圍模式把15UTC的資料進行分析，運算24小時預報。3.

7、2觀測資料我們在這次研究中額外利用了華南暴雨試驗的地面觀測資料，資料內容包含每小時的風速、風向、溫度、地面氣壓及降雨量等。各觀測站的位置平均相距少於50公里，分佈珠江口以至廣東的東西沿岸(圖2a)。其實，除了這些地面數據外，加密觀測還包括高空氣象資料，但為研究各類型密集資料對模式預報的影響，本文只利用地面資料進行研究。我們設計了兩套實驗—實驗A純粹採用業務運行時收取的實時資料(圖2b)進行分析和預報，而實驗B就再加上這些密集地面觀測數據(圖2c)。3.3雷達雨量分析前文提到模式使用了雷達雨量分析進行物理初始化。現時在業務運作上是利用香港的實時雨量站資料與雷達回波反

8、射率進行演