1关于韵律的一些观点
我们现在对韵律的理解是:对应前期的带有指示性的开端特征A,经过若干时间后出现的要预报的某一天气B,即A与B之间有很好的对应关系。中国科学院兰州高原大气所长期预报组撰写的《天地之间能量交换的振荡问题》认为[1],韵律是在一定条件下,大气与下垫面之间的能量交换的距平值存在着周期振荡现象,其振荡周期就表现为韵律。他们从热力学第一定律和地表面的能量平衡方程出发,得到关于韵律出现规律的几点结论:(1)有利于出现韵律的条件是:高纬度、冬季、大陆上。在热带海洋上也可以出现韵律,但这种韵律的物理过程与高纬度的有所不同。(2)韵律的长度不是固定不变的,大致是高纬度比低纬度短一些,大陆又比海洋短。(3)我国大部分地区冬半年可有韵律出现,夏半年有些地方则不易出现。(4)根据韵律的长度与下垫面的关系,可以认为陆上15天左右的韵律是存在的。同时也指出:韵律长度变化是有规律可循的,对于短期气候预测准确率的提高也是有可能的。在许多天气谚语中,就反映着一种韵律关系,有15天、45天、60天、100天、120天、150天、180天、210天、300天等不同时间间隔的韵律。实际上,如果不从气象含义上理解,而从形式逻辑上讲,韵律规则和预报指标是一回事,其间差异只是韵律的时间间隔长,而指标的时间间隔短。
2朔州地区150天韵律开端特征与降水的对应关系
2.11999—2002年降水韵律预报
我们用日平均气压P和日平均气温T的变化作为选择开端条件的要素。将P及T的曲线图点出来寻找韵律规律。在实践中,我们发现在气温有明显的峰点,而当日气压也有明显的谷点(本文以下称特征图形)时,其后150天(本文以下称特征日)和特征日的前后一天多会有降水发生。从表1可以看出,平均预报准确率为64%,远大于20.6%的降水气候概率,预报技巧评分平均值为58%,说明这一韵律方法做降水预报是显著的。将大风过程也统计进去以后,预报准确率为72%,说明过程预报效果较好。表2为出现特征图形却没有出现降水过程的情况统计。我们发现,特征图形不明显时,特征日不易出现天气过程。表2中共有10次特征图形不明显,而1月、11月、12月共出现8次,这就是3个月预报准确率低的主要原因。另外,在冬、春季出现特征图形时,虽然有时没有降水过程,但却会出现大风过程,这也表明特征图形对天气过程的预报是显著的。
2.22003年春播第一场好雨预报
在2002年的短期气候预测中,我们运用150天韵律法,预报朔州全市春播第一场好雨将会出现在5月15日前后。图1为预报2003年5月份天气过程的150天韵律曲线图。图1中可见5月14日和5月16日均为特征图形,相应地两个特征日都出现了降水。朔州市所辖6个县(区)的实况为:5月14日右玉降水29.5mm,5月16日朔城区降水12.2mm,怀仁8.3mm,应县8.0mm,山阴8.3mm,平鲁9.1mm,右玉11.3mm。运用150天韵律法准确预报了全市的春播第一场好雨。150天韵律法对于朔州地区中期降水过程的预报是显著的。在冬、春季,该方法还可以用来预报大风天气过程。另外,该方法对于短期气候预测也是有指导意义的,比如,可以通过分析本月过程的多少,每次过程的强弱来预测本月降水总量的多少。不过,这方面的预测只能通过人脑做模糊预报来完成,要取得成熟的预报方法还有待于进一步深入研究。总之,150天韵律法对于朔州地区的中、短期预报和短期气候预测都是有指导意义的。
作者:丁耀海 马志强 单位:朔州市气象局