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大气低频振荡在延伸期预报中的应用进展

孙国武;冯建英;陈伯民;信飞;何金海;杨玮

【摘要】延伸期预报是当前的服务重点,又是预报技术难点.近年来,根据大气低频

振荡的特征,我国延伸期预报的研究和应用取得了一定的成果.为此,介绍了大气低频

振荡与延伸期预报的一些进展.主要内容包括:(1)大气低频振荡与延伸期预报的可行

性分析；(2)大气低频环流场的延伸期预报；(3)大气低频振荡的延伸期降水趋势预

报；(4)大气低频振荡的延伸期天气过程预报.最后阐述了未来大气低频振荡研究前

景的展望,并提出了低频天气学和低频动力学问题.为了能从大气低频振荡角度研究

延伸期降水过程预报问题,特别介绍了一种新的预报方法——低频天气图,及低频天

气图的技术要点和技术方法.在低频天气图上,低频天气系统(低频气旋和低频反气旋)

以及它们的活动特征可以被用来定性地确定低频偏南(暖空气)和低频偏北(冷空气)

气流的汇合,引起降水过程.2008,2009和2010年夏季上海地区延伸期降水过程预

报表明,强降水过程预报效果较好,且预报时效为15～45d,可以在延伸期业务预报

中应用.

【期刊名称】《气象科技进展》

【年(卷),期】2012(002)001

【总页数】7页(P12-18)

【关键词】大气低频振荡;低频天气图;延伸期预报;天气过程

【作者】孙国武;冯建英;陈伯民;信飞;何金海;杨玮

【作者单位】中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实

验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室,兰州730020;上海市气候中

心,上海200030;中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点

实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室,兰州730020;上海市气候

中心,上海200030;上海市气候中心,上海200030;江苏省气象灾害省部共建教育部

重点实验室,南京210044;江苏省气象灾害省部共建教育部重点实验室,南京

210044

【正文语种】中文

气象部门肩负着减灾防灾保障人民生命财产安全的重任。随着我国社会的进步和经

济的发展，公众和政府对气象服务的要求越来越高。但是毋庸讳言，气象服务内容

与社会需求还存在一定差距，特别是延伸期重大天气过程的预报。

众所周知，有限区域中尺度数值天气预报模式的发展，显著提高了短期天气预报的

精度，并将有效预报时效延长至3～5d。全球大气环流模式的发展则使天气预报

时效进一步延长，目前欧洲中期天气预报中心，日本、美国和中国等气象业务中心

均能提供全球大气环流模式的7～10d或以上的逐日形势预报和物理量产品。与此

同时，气候预测技术（如气候模式）也日渐发展，从汛期的短期气候预测到全球气

候变暖的影响评估（如IPCC）都越来越离不开气候模式的应用。然而，目前气候

模式产品的最小时间分辨率通常是月（预报量一般为月平均气温、月降水量等）。

显然，延伸期天气过程预报是衔接天气预报和气候预测之间的10～30d时间尺度

的“时间缝隙”预报，是中期预报（10d以下）的延伸，在预报内容方面与中期

预报一样，与长期天气预报（30d以上）主要预报气象要素的平均值和趋势则不

同。所以，其时效是中期天气预报达不到，预报内容（天气过程日期、强度）又是

长期预报做不到的。延伸期天气过程预报既是预报技术难点之一，也是气象服务的

重点之一（图1）。

其技术难点，一方面在于常用的相关指标和气候概率等用于月预报的方法，难以客

观预报天气过程的强度和时段；另一方面在于逐日天气预报的能力受地球大气混沌

运动和数值解对初值误差增长的依赖性，预报时效超过2周且准确率超过随机猜

测水平的逐日数值天气预报不可能实现，即天气预报的理论极限为2周[1-3]。而

且，季节内变率介于逐日天气和季节平均气候两者之间，受海洋强迫与大气内部动

力学的控制，在一定程度上具有混沌性和不可预报性[4-5]。所以，美国国家海洋

和大气管理局（NOAA）在其气候和预报产品中，把10d以上（2周、月、季和

年）的预报称之为“评估”（assessment），认为是“不确定预报”（参看

“NOAASeamlessSuiteofForecastProductsSpanningClimateand

Weather”）。

然而，大气低频振荡（简称LFO，下同）与延伸期预报的应用研究，仍然引起了

国内外气象学家的广泛关注，尤其在我国得到了高度重视，并取得了相当的进展。

从分析