1 9—11月天气概况

2012年9—11月，全国平均降水量135.1 mm，较常年同期(119.7 mm)偏多12.9%。与常年同期相比，华北东部、东北地区、江南大部和华南东北部等地降水偏多3成至1倍，其中内蒙古东部、东北地区北部偏多1~2倍，局地偏多2倍以上；西北地区中西部、西藏西部和北部、云南西部和黄淮西部等地降水偏少3~5成，其中新疆南部、青海西北部和西藏西部的部分地区偏少5成以上。

9—11月，全国平均气温为9.6℃，较常年同期(9.9℃)偏低0.3℃。与常年同期相比，除新疆西南部、西藏西北部、青海西部、云南大部、河南大部和黑龙江中西部气温偏高0.5~1℃，局部偏高1~2℃外，全国其余大部地区气温接近常年同期或略偏低，其中新疆中部、华北北部等地部分地区气温偏低1~2℃。

9月，全国大部地区降水偏多；华西地区、华北西部和黄淮西部等地的部分地区遭受暴雨洪涝灾害；台风三巴影响东北部分地区。10月，台风山神影响华南地区；西南地区连续阴雨天气。11月，气温偏低，降水明显偏多；华北、东北等地出现强降雪和降温；江南、华南出现持续阴雨寡照天气。

2 资料

本文选取2012年9—11月T639、ECMWF及日本模式20时(北京时)实况分析场和96~168 h预报场进行中期天气学检验及预报效果的对比分析，所用的资料主要包括各模式的500 hPa高度场和风场、850 hPa温度场以及海平面气压场。T639模式资料分辨率为1.125°×1.125°经纬网格、ECMWF和日本模式资料分辨率均为2.5°×2.5°经纬网格。T639和ECMWF模式预报的西北太平洋副热带高压(以下简称副高)脊线根据各自的500 hPa高度场和风场分析得到。

3 三种模式的中期预报性能检验 3.1 亚洲地区中高纬环流形势的预报检验

西风指数是反映中高纬大尺度环流形势演变和调整的重要指标，是中期预报最为常用的工具之一。图 1是根据2012年9—11月T639、ECMWF及日本模式500 hPa高度实况分析和120 h预报计算所得的亚洲中高纬西风指数逐日演变曲线(9月上旬T639模式120 h预报场有2个时次资料缺失，以0代替)。

从3种模式实况分析来看，9月西风指数的波动幅度较小，说明亚洲中高纬环流形势比较稳定，大部分时段维持两槽一脊的环流形势。东亚槽维持时间较长，导致我国中东部大部地区气温偏低，其中华北西部、江淮南部、江南西部、江汉东部及西南地区东部等地偏低1~2℃；华北、东北、江淮、江南、江汉及西南地区东部等地降水偏多2成至1倍。10月西风指数的波动幅度明显加大，北方地区冷空气活动频繁、气温偏低。从10月7—10日，西风指数经历了一次明显的下降过程，从282 dagpm急剧下降到20 dagpm，为秋季降幅最大的一次，对应北方地区一次中等强度冷空气过程，新疆、华北、东北及黄淮等地日降温幅度达10~14℃，其中辽宁兴城(14.1℃)、河北秦皇岛(13.0℃)和新疆若羌(13.3℃)日降温幅度突破历史极值。11月西风指数仍然处于多波动状态，影响我国的冷空气活动频繁、且势力较强，全国大部分地区气温偏低。陕西南部、甘肃中部和青海东北部等地共有13站发生极端日降温事件，日降温幅度达10~16℃，其中青海贵南(13.5℃)日降温幅度突破历史极值；黑龙江西北部和内蒙古东部共7站发生极端连续降温事件，其中黑龙江新林(27.1℃)和五大连池(25.4℃)的连续降温幅度突破历史极值。11月2—4日，华北出现今年入冬以来首场大范围雨夹雪或降雪，部分地区出现大到暴雪，此次过程具有降水强度大、雨雪范围广、初雪时间较早、降水相态多变、雨雪降温大风“三碰头”等特点。北京全市平均降水量达59.2 mm，为历年11月平均降水量的近4倍，天津、河北及内蒙古均出现极端降水，共有74个国家气象观测站日降水量突破11月历史极值。

综合各时效预报效果，3种模式的120 h预报较96 h预报(蔡芗宁，2010；符娇兰，2012; 周宁芳，2011)与各自零场的偏差明显增大(图 2)。ECMWF模式和日本模式对于西风指数的波动预报与各自的零场呈同位相变化，只是在时间或强度上存在一些偏差；T639模式偏差较大，特别是对于西风指数的小幅波动，有时会出现反位相的情况。但是3种模式对于西风指数的剧烈变化预报效果较好(如10月7—10日)，表明在120 h时效对于亚洲中高纬大尺度环流的重大调整过程均有一定的预报能力。其中，不论哪个时效，仍然是ECMWF模式对于西风指数的预报效果最好，对中高纬环流的小幅调整亦有较为准确的反映，日本模式仅次于ECMWF模式，T639模式第三，且随着预报时效的延长，与前两种模式的差距越来越大。

3.2 西北太平洋副热带高压的预报检验

秋季是我国由盛行夏季风向冬季风转换的季节，而副高是影响我国的主要天气系统之一，其位置和强度的变化不仅是影响我国强降雨带分布及气温的重要因素，也能反映出季节转换的特点。因此，中期数值预报模式对副高的预报能力是衡量该模式预报性能好坏的重要标志之一。

为检验模式对副高演变的预报能力，选取ECMWF和T639模式120°E副高脊线位置进行比较(日本模式缺少500 hPa风场资料，因此未进行计算)。当副高主体偏东、未达到120°E时，以0代替。

2012年9月上旬，副高强度偏强，面积偏大，控制了江南、华南等地，120°E副高脊线维持在25°N附近。副高西侧的偏南气流有利于华西地区的水汽输送，导致西北地区东南部、西南地区东部等地的部分地区遭受暴雨洪涝灾害。9月中旬至10月中旬，副高南北摆动幅度较大，脊线略偏南，西脊点位置偏东。因此西南地区东部的降雨强度也有所减弱，由9月上旬的暴雨过程转为阴雨天气；此期间生成的台风路径也较偏东，除1216号台风三巴9月17日在韩国沿海登陆，给吉林东北部、黑龙江东部带来大到暴雨，局部大暴雨的天气外，其余台风均对我国无影响。11月冷空气活动频繁且势力较强，副高脊线稳步南落至18°N附近，西脊点位置偏西。受冷暖气流共同影响，江南、华南出现持续阴雨寡照天气，大部地区降水日数有10~20天，比常年同期偏多3~10天；降水量一般有100~200 mm，部分地区超过200 mm，普遍偏多5成至2倍，部分地区偏多2倍以上，其中江西、福建和广东降水量为1951年以来历史同期最多。

对于120 h时效副高脊线的位置预报(图 3)，ECMWF模式明显优于T639模式，对于副高的南北摆动预报与实况更加吻合；而T639模式偏差较大，特别是对于9月下旬至10月中旬120°E副高脊线的几次南北跳跃预报幅度明显偏小。此外，对于副高西脊点的预报也是ECMWF模式优于T639模式(图 4)。T639模式零场的西脊点与实况偏差较大，造成其预报场偏差也较大，稳定性较差；而EC模式与实况更加接近，只是个别时次预报的西脊点位置西伸或东退的程度偏大(某些时次缺资料除外)。

3.3 850 hPa温度趋势检验

为了解各模式对850 hPa温度的预报性能，选取了(40°N、117.5°E)和(25°N、115°E)两个格点分别代表北方和南方地区(个别时次缺测以0代替，不纳入相关计算样本)，检验3种模式对850 hPa温度变化趋势的中期预报能力。2012年9和10月，我国大部地区气温基本与常年同期持平；11月开始，北方冷空气活动逐渐频繁、且势力进一步增强，影响范围不断扩大，全国大部地区平均气温较常年同期偏低。11月，我国中东部地区出现了4次较大范围的雨雪天气和强降温过程，部分地区最大降温幅度达14℃以上。3种模式对这4次强降温过程都有较好的反映(图 5)，特别是T639模式对于北方地区降温的起止时间把握得较为准确，只是降温幅度略有偏差；而冷空气对于南方地区的影响则是ECMWF模式预报的更加接近实况。综合来看T639模式对于北方地区的120 h气温预报平均误差最小，为0.11；ECMWF模式次之，为0.33，且二者对于北方地区的气温预报均有偏高的倾向；而日本模式的误差较大，为-0.53，预报较实况偏低。对于南方地区温度的120 h预报，ECMWF模式平均误差最小，为-0.02；日本模式次之，为-0.04；而T639模式的误差较大，为-0.17；且3家模式对于南方地区的气温预报均有偏低的倾向。这种误差可在今后的预报中加以订正。

3.4 热带气旋的预报能力检验

2012年9—11月，共有9个热带气旋生成，但是均未登陆我国。对我国陆地有影响的台风有2个：1216号台风三巴(Sanba)影响东北部分地区，1223号台风山神(Son-Tinh)影响华南地区。其中“山神”具有移动路径异常、近海迅速加强、移速先快后慢等特点。下面就以其为例分析3种模式对热带气旋的预报能力。

1223号热带风暴山神于10月23日在菲律宾以东洋面生成，25日下午进入南海东部海域，26日早晨加强为强热带风暴，27日凌晨加强为台风，27日晚加强为强台风，28日08时减弱为台风，28日夜间在越南沿海登陆，29日13时前后由越南北部进入我国广西境内，15时减弱为热带低压。受其影响，海南、广西南部和广东西部降雨100~220 mm，海南南部和广西南部局地雨量超过250 mm，海南保亭毛感乡608 mm、广西防城港防城区垌中镇442 mm。海南沿海地区以及北部湾出现7~10级、局地10~12级大风，海南南部近海海面出现13级大风。据初步统计，海南有126.6万人受灾，直接经济损失12.7亿元；广西37万人受灾，直接经济损失2.4亿元。

“山神”28日白天进入北部湾后出现明显的北翘路径，转为北偏西方向移动，登陆越南后又转向东北方向并进入广西境内，其移动路径异常为历史罕见。下面以“山神”登陆及转向前后(即10月27—29日)的海平面气压场进行对比分析(图 6)。

27日20时，“山神”中心位于海南省西南部海域，之后向北偏西方向移动；28日23时30分前后在越南南定省沿海登陆，登陆时中心附近最大风力有12级(33 m·s^-1)，中心最低气压为975 hPa。登陆后于29日13时前后由越南北部进入我国广西防城港市境内。3家模式对于27日山神的120 h预报中，台风中心位置均较实况偏南2~3个纬度，北翘路径预报效果较弱。对于28日“山神”转向广西以及29日减弱后的低压环流，只有ECMWF模式预报较为成功，具有很好的参考价值。T639和日本模式预报“山神”在登陆越南之后迅速减弱消亡，对其转向预报偏差较大。

4 小结

(1) ECMWF和日本模式对于2012年9—11月120 h 500 hPa西风指数的演变预报与各自的零场呈同位相变化，只是在时间或强度上存在一些偏差；T639模式偏差较大，特别是对于西风指数的小幅波动，有时会出现反位相的情况。但是3种模式对于西风指数的剧烈变化预报效果均不错，表明中期模式预报产品在120 h时效对亚洲中高纬大尺度环流的调整和演变以及转折性、灾害性等重大天气过程均有较强的预报指示意义。

(2) 对于120 h时效副高脊线的位置预报，ECMWF模式明显优于T639模式，对于副高的南北摆动预报与实况更加吻合；而T639模式偏差较大。对于副高西脊点的预报也是ECMWF模式优于T639模式。T639模式零场的西脊点与实况偏差较大，造成其预报场偏差也较大，稳定性较差；而EC模式与实况更加接近，只是个别时次预报的西脊点位置西伸或东退的程度偏大。

(3) 对于850 hPa温度预报，3种模式基本都能反映出温度的转折性变化趋势。比较而言，T639模式对于北方地区的120 h气温预报平均误差最小；ECMWF模式次之，且二者对于北方地区的气温预报均有偏高的倾向；而日本模式的误差较大，且预报较实况偏低。对于南方地区温度的120 h预报，ECMWF模式平均误差最小；日本模式次之；而T639模式的误差较大；且3家模式对于南方地区的气温预报均有偏低的倾向。

(4) ECMWF模式对1223号热带风暴山神的120 h转向预报较为成功，具有很好的参考价值；只是对于登陆前的偏北分量预报较弱。而T639模式和日本模式对“山神”的转向预报偏差较大。