1 6—8月天气概况

2014年6—8月，全国平均降水量为320.1 mm，较常年同期(325.2 mm)偏少1.6%。从空间分布看，新疆北部至东南部、内蒙古东南部、东北中南部、华北东部、黄淮至江淮西部及华南中部等地降水偏少2~5成，局部偏少8成以上；新疆西部、西藏东部至青海南部、西南地区北部、江南大部以及海南等地降水偏多2~5成，局部地区偏多5成以上。其中，东北及华北地区平均降水量为262.6 mm，较常年同期(340.9 mm)偏少23.0%，为2000年以来历史最小值；江南南部(浙闽赣湘)平均降水量665.6 mm，较常年同期(563.3 mm)偏多18.2%，为2003年以来的最大值。全国共有138站发生极端日降水量事件，主要分布于西南地区、江南地区、广西、山东、陕西等地，其中广西钦州(380.5 mm)、贵州石阡(294.6 mm)等28站日降水量突破历史极值(关月等，2014；唐健等，2014；杨超等，2014)。

6—8月，全国平均气温为21.1℃，较常年同期(20.9℃)偏高0.2℃。从空间分布看，新疆西部、西北地区东南部至华北西部，以及江淮、江汉至江南地区北部气温偏低0.5℃以上。新疆东北部及黑龙江北部局部气温偏高1~2℃。江淮地区平均气温为25.6℃，较常年同期(26.6℃)偏低1.0℃，为2000年以来历史最低值。西南地区南部、东南沿海、西北地区东南部及黄淮西部等地共有211站发生极端高温事件，其中云南巧家(44.4℃)、河南孟州(42.9℃)、陕西镇安(41.2℃)等53站日最高气温突破历史极值(国家气候中心，2014；关月等，2014；唐健等，2014；杨超等，2014)。

6—8月，在西北太平洋和南海上共生成7个热带气旋，较常年同期(11.6个)明显偏少，其中，6月有2个生成，接近常年同期(1.8个)，7月有5个生成，略高于历史同期值(4.0个)，8月无热带气旋生成，远低于历史同期值(5.7个)。6—8月共3个热带气旋登陆我国，较常年同期(4.5个)偏少。其中，第9号超强台风威马逊在海南、广东和广西3省(区)3次登陆，成为1973年以来登陆我国华南地区的最强台风。8月，西北太平洋及南海海域无热带气旋生成，仅有1个热带气旋从中太平洋移入，也无登陆我国的台风，热带气旋生成和登陆个数均较常年8月(分别为5和1.9个)明显偏少，为历史同期罕见，成为1949年以来首次8月无热带气旋生成的月份(关月等，2014；唐健等，2014；杨超等，2014)。

2 资料

本文选取2014年6—8月T639、ECMWF及日本模式20时(北京时)分析场和中期预报时效预报场进行天气学检验及预报效果的对比分析，检验所用的资料主要包括3家模式的500 hPa高度场、850 hPa温度场和风场。T639模式资料的分辨率为1.125°×1.125°，ECMWF模式和日本模式资料分辨率均为2.5°×2.5°。

3 3家模式的中期预报性能检验 3.1 亚洲中高纬环流形势预报检验

西风指数是反映中高纬地区大尺度环流形势演变和调整的重要指标，是中期预报最常用的指标之一，通过检验西风指数可以了解数值模式对中高纬地区对流层中层环流形势调整与演变的中期时效预报性能(康志明，2009)。图 1给出的是2014年6—8月T639、ECMWF和日本(JP)模式对西风指数不同时效的预报场和零场的相关系数，发现在144 h预报中，ECMWF模式预报效果最好，JP模式次之，T639模式效果最差；在96和120 h预报中，ECMWF模式依然表现最好，JP模式和T639模式预报效果较为接近。随着预报时效的延长，3家模式的预报误差均不同程度的增大，但ECMWF在144 h时效内预报场与零场的相关系数均在0.85以上，明显优于其他两家模式。

图 2给出的是根据2014年6—8月T639、ECMWF和JP模式高度场零场及120 h预报场计算得到的亚洲中高纬西风指数逐日演变曲线。从3家模式的分析情况来看，6—8月西风指数处于多波动状态，其中有两次比较剧烈的调整，分别发生在6月上旬和6月底到7月初这段时间内。6月初西风指数较高，随后向低指数调整，降幅高达200 dagpm以上，对应着6月2—7日西南和华南地区的一次暴雨过程，局地出现大暴雨。6月中旬西风指数维持在100 dagpm以下的低指数状态，波动幅度不大，南支槽明显加深并稳定维持，给西南和江南地区带来持续的降水天气，江南地区于6月16日入梅。6月下旬指数出现一次由低向高并迅速回调的明显波动，对应着6月下旬前半段我国大部地区处于贝加尔湖高压脊底部，500 hPa的西风较为平直，后半段随着中高纬低槽的加深东移，6月26—28日在江南和西南地区出现1次大到暴雨的降水过程(关月等，2014)。7月上旬和中旬指数稳定维持在100 dagpm附近，这一时期共有3次较强的降水过程发生，分别发生在7月3—5、8—9和11—17日。7月下旬、8月上旬和中旬与东移的短波槽相对应，各有1次较为明显的高低指数转换，3次波动的高指数维持时间均较短。

从120h的预报结果来看，3家模式均能较好地反映出西风指数的波动情况，但对每次波动的幅度预报各有偏差。对6月上旬的西风指数剧烈调整过程，3家模式均表现较好；对6月中旬的低指数稳定期，ECMWF模式预报表现较好，T639和JP模式的120 h预报场均出现了一次虚假的指数升高过程，可见在梅雨期ECMWF模式预报效果较其他两家模式更好；对6月下旬到7月初的剧烈调整过程，3家模式均表现较好；对7月上中旬的低指数稳定期，T639和ECMWF模式预报的变化趋势均与零场较为一致，但数值较零场略偏高，JP模式的120 h预报和零场的波动较其他两家模式偏大；对7月下旬到8月底的3次波动过程，T639模式预报的变化趋势与零场较为一致，但第二次过程的下降幅度和第三次过程的上升幅度均较零场明显偏大，ECMWF模式预报与零场基本一致，JP模式预报的第一次过程指数下降时间较零场偏晚，后两次过程的指数上升幅度较零场偏大。

综合分析可以看到，ECMWF模式预报的西风指数变化趋势较其他两家模式与零场更为接近，在预报西风指数变化幅度和变化趋势上与零场之间的误差更小，其对西风指数的预报效果要优于T639和JP模式。

3.2 西太平洋副热带高压预报检验

西太平洋副热带高压(以下简称副高)是夏季影响我国的主要天气系统之一，位于其西北侧的低空西南气流向东亚地区输送大量的水汽，其位置和强度的变化是影响我国强降雨带分布的重要因素。因此，中期数值预报模式对副高的预报能力是衡量该模式夏季预报性能好坏的重要标志(蒋星等，2011；赵晓琳，2012；张博等，2013)。以下主要针对T639模式与ECMWF模式对副高的强度、120°E脊线和西脊点位置的预报进行检验。由于JP模式所缺资料较多，因此未对其进行检验。

图 3给出了T639和ECMWF模式对副高强度指数的预报及零场分析对比。两家模式6月上中旬副高强度指数预报与零场均存在明显偏大的误差。6月下旬至7月上旬副高强度有所减弱，两家模式对这一变化均有所体现，但ECMWF模式预报的强度指数较零场偏小。7月中下旬副高在经过一个短暂增强阶段之后开始明显减弱，两家模式对这一变化趋势均有所体现，但对副高减弱的速度预报较零场偏快。8月上中旬副高再度加强，并在8月16日左右达到最强，随后逐渐减弱，两家模式的预报均体现出了副高先增强后减弱的变化，但对达到最大值并开始减弱的时间，两家模式预报均较零场略偏早。

副高脊线的位置对我国雨带的南北移动具有重要影响，其阶段性北跳对应着我国雨带的北移过程。对T639和ECMWF模式预报120°E脊线的检验如图 4所示，6月上旬副高脊线南移至10°N以南，之后迅速北抬至20°N附近，对6月中旬副高脊线偏南的状态，两家模式120 h预报均较零场明显偏北；6月16日至7月16日，副高脊线稳定维持在20°~25°N之间，对应着长江中下游的梅雨期，对这一阶段的副高脊线，两家模式预报均与零场较为一致；7月中下旬，副高又出现一次明显的北跳，脊线到达35°N以北地区，梅雨期结束，对这一变化，两家模式预报的副高北跳时间均较零场偏早，且在7月下旬空报了一次副高北跳过程；7月底副高有一次短暂的南移，到达10°N附近后迅速回跳，对此两家模式均有所体现；8月上旬以后副高稳定维持在25°N附近，对此两家模式预报均与零场较为吻合。

为了进一步检验模式对副高演变的预报能力，选取T639和ECMWF模式对副高西脊点的预报进行对比分析。如图 5所示，对6月上中旬的副高东退过程，两家模式预报的东退时间均较实况偏早；T639模式在6月下旬到7月下旬，对副高西伸的幅度预报较零场偏小，对副高西伸东退的摆动状态表现不明显，而ECMWF模式与零场较为接近；8月上旬副高东退，中下旬再度西伸至100°E附近，T639模式这一阶段的预报出现系统性偏东的误差，而ECMWF模式预报与零场较为一致。

3.3 850 hPa温度变化趋势预报检验

850hPa温度变化通常被用来表征天气的冷暖变化趋势，对于地面气温预报具有较好的指示意义(刘为一，2014)。对3家模式850 hPa温度预报场进行检验也是了解和掌握模式预报性能的重要方法，本文选取了天津北部(40°N、117.5°E)和江西南部(25°N、115°E)两个格点分别代表北方和南方地区，用于检验3家模式对850 hPa温度变化趋势的中期预报能力(图 6)。

对比3家模式的850hPa温度逐日演变图可以看出，6—8月我国北方地区850hPa温度呈现先上升后下降的趋势，南方则是逐渐升温的趋势，3家模式120h预报均能较好地反映出温度的这种变化趋势。总体来看，3家模式对南方地区温度变化的预报效果要明显优于北方地区。对6月上旬北方的两次冷空气过程，ECMWF模式表现较好，T639和JP模式120 h预报较零场偏差较大；对6月中旬北方1次短暂升温后的较强降温过程，3家模式对温度升高的幅度均预报偏强，而对冷空气强度的预报均较零场偏弱；对6月上旬至8月上旬北方的持续高温，T639模式预报的温度较零场明显偏低，最大偏差达5℃左右，ECMWF和JP模式预报与零场较为接近；对8月中下旬北方的几次升降温过程，T639模式预报与零场存在较大偏差，而ECMWF和JP模式表现相对较好。对南方地区的逐渐升温，T639模式预报出现系统性偏差，温度预报较零场偏低2℃左右，ECMWF和JP模式预报与零场均较为一致。

综上所述，3家模式对南方地区温度变化的预报能力明显优于北方地区，对6月中旬北方的短暂升温继而强降温的过程，3家模式预报均与零场存在较大偏差，T639模式对北方的高温时期以及南方的逐渐升温过程的温度预报均较零场明显偏低，对比3家模式对温度变化趋势及升降温强度的预报结果，ECMWF模式的预报性能明显优于其他两家模式。

3.4 台风预报能力检验

本文以6—8月登陆台风中造成严重影响的1409号超强台风威马逊(Rammasun)为例，分析T639、ECMWF及JP模式对台风路径和强度的中期预报能力。

1409号超强台风威马逊于7月18日15:30在海南省文昌市翁田镇沿海登陆，登陆时中心附近最大风速为60 m·s^-1，中心最低气压910 hPa。随后于7月18日19:30在广东省徐闻县龙塘镇沿海登陆，并于7月19日07:10在广西壮族自治区防城港市光坡镇沿海第三次登陆我国，此时中心附近最大风速仍达48 m·s^-1，中心最低气压为950 hPa，成为1973年以来登陆我国华南地区的最强台风。“威马逊”带来的狂风暴雨致使海南、广东、广西和云南四省(区)严重受灾，直接经济损失约为265.5亿元。7月18日08时至21日08时，海南省全省平均降雨量达266 mm，“威马逊”致海南省216个乡镇(街道)受灾，受灾人口325.8万人，直接经济损失108.28亿元，海南省因灾死亡或失踪24人。为比较各家模式对台风强度及移动路径的预报能力，本文选取7月18日20时、19日20时和20日20时3个时次的850 hPa风场及500 hPa高度场进行分析对比。

从3家模式的零场(图 7)可以看到，3家模式零场的台风环流中心位置基本相同。7月18日20时“威马逊”中心位于雷州半岛附近，随后进入北部湾地区，并在广西第三次登陆我国，之后进入越南境内且强度迅速减弱。对比7月18日20时的3家模式零场和96 h预报场，可以发现3家模式预报台风中心位置均较零场偏南，且台风强度预报偏弱，尤其是ECMWF模式，预报场上没有明显的台风环流。对7月19日20时“威马逊”在中越边境的位置，T639和JP模式预报较零场略偏南，ECMWF模式预报位置偏南且强度明显偏弱。7月20日20时，“威马逊”趋于消亡，副高西伸南压，3家模式对副高南压的变化趋势均没有明显体现。

综上所述，3家模式对超强台风威马逊的中心位置与强度的预报均存在不同程度的偏差，对后期副高南压的变化趋势表现不明显。比较而言，T639模式96 h预报对形势场和台风中心位置的预报最接近实况，而ECMWF模式对台风强度的预报较零场明显偏弱。

4 结论

本文通过对T639、ECMWF及日本模式中期时段预报产品的检验，主要得出以下几点结论。

(1) 对2014年6—8月500 hPa西风指数的变化趋势，3家模式120 h预报均表现较好，能较准确地反映亚洲中高纬地区大尺度环流的调整和演变，其中，ECMWF模式的预报效果明显优于其他两家模式。

(2) T639和ECMWF模式对副高强度的变化趋势把握较好，但在强弱转变的时间点上存在不同程度的偏差。两家模式对副高稳定时期的脊线位置均把握较好，但对副高北跳的时间，两家模式均预报偏早。对副高西脊点的预报，T639模式在6月下旬到7月下旬，对副高西伸的幅度预报较零场偏小，8月的预报存在偏东的系统性偏差，ECMWF模式预报与零场较为一致。

(3) 对850hPa温度的预报，3家模式对南方地区的预报效果均优于北方地区，3家模式对北方地区的较强降温过程预报效果偏差。总体而言，ECMWF模式对南、北方850 hPa温度的整体变化趋势把握较好，预报性能明显优于其他两家模式。

(4)3家模式对超强台风威马逊的中心位置与强度的预报均存在不同程度的偏差，且未能预报出后期副高南压的变化趋势。比较而言，T639模式对形势场和台风中心位置的96 h预报效果最好，而ECMWF模式对台风强度的预报较零场明显偏弱。