1 6—8月天气概况

2015年6—8月，全国平均降水量为297.6 mm，较常年同期(325.2 mm)偏少8.5%。从空间分布看，我国中东部大部地区降水总体呈“北少南多”的态势。华北大部、西北地区东部、黄淮大部、东北地区西南部和西藏中部等地降水偏少2~5成，局部偏少5成以上；华北地区平均降水量为213.4 mm，较常年同期偏少25.1%，为2000年以来最少。江淮、江南东北部、贵州东南部、新疆东部和西部部分地区、西藏西部局部等地降水偏多2成至1倍，局部偏多1倍以上(国家气候中心，2015)。

6—8月，全国平均气温为21.2℃，较常年同期(20.9℃)偏高0.3℃。从空间分布看，全国大部地区气温接近常年同期或偏高，其中新疆北部和西南部、内蒙古东部、黑龙江北部局部气温偏高1~2℃；而安徽南部局部气温偏低1~2℃。7月新疆平均气温为26.0℃，较常年同期(23.4℃)偏高2.6℃，为1961年以来历史同期最高值(国家气候中心，2015；陈博宇等，2015；沈晓琳等，2015；张芳等，2015)。

2015年6—8月，在西太平洋和南海共生成9个热带气旋，较常年同期(11.6个)略偏少，其中6、7月分别有2和4个台风生成，与常年同期基本持平，8月有3个台风生成，较常年同期略偏少。三个月内共有4个台风登陆我国，接近常年同期(4.5个)。今年第8号台风鲸鱼于6月22日18：50在海南省万宁市沿海登陆，是今年以来首个登陆的台风。7月出现了三个台风(“灿鸿”、“莲花”和“浪卡”)共存的现象。8月第13号台风苏迪罗两次登陆后深入内陆，成为今年以来影响我国范围最广的台风(陈博宇等，2015；沈晓琳等，2015；张芳等，2015)。

2 资料

本文选取2015年6—8月T639、ECMWF(下文简称EC)及Japan(下文简称JP)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三个模式的500 hPa高度场、850 hPa温度场和风场，资料分辨率均为2.5°×2.5°。模式预报的西太平洋副热带高压(下文简称副高)脊线和西伸脊点根据各自的500 hPa高度场和风场计算得到。

3 模式中期预报性能检验 3.1 亚洲中高纬环流形势预报检验

西风指数可以反映中高纬地区大尺度环流形势的演变和调整，是中期预报最常用的重要指标之一，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大尺度环流形势调整与演变的中期时效预报性能(康志明，2009；赖芬芬，2015；张峰，2014)。图 1给出了2015年6—8月T639、EC及JP模式零场与96~144 h预报时效西风指数的相关系数。由图可知，在144 h预报时效内，EC模式的预报效果明显优于T639和JP模式，各时效预报和零场的相关系数均在0.7以上。JP模式的预报效果仅次于EC模式。T639模式96和120 h时效对2015年夏季西风指数的变化具有一定的预报能力，但其144 h时效预报与实况差距较大，指示意义较差。随着时效的延长，三个模式的预报误差均有不同程度的增大，JP和T639模式与EC模式预报能力的差距也逐渐增大。

图 2给出了用2015年6—8月T639、EC及JP模式位势高度零场(实线)及120 h预报场(虚线)计算的亚洲中高纬度西风指数的逐日演变。从三个模式的零场来看，6月西风指数的高低指数调整较为剧烈，其中6月上旬西风指数整体偏低，由150 dagpm左右下降至50 dagpm以下，亚洲中高纬度环流的经向度明显增大，我国北方冷空气活动频繁。6月上旬末至6月中旬指数出现了一次由低向高迅速回升并再次迅速下降的剧烈震荡，对应东北冷涡东移减弱入海后我国北方受高空平直西风控制，随后西风带逐渐调整成两槽一脊的环流演变过程。6月下旬西风指数的变化与中旬类似，但幅度略小，该旬中后期江淮、黄淮、西北地区东部、四川东南部等地出现了两次强降水过程，江淮地区于6月24日入梅。7月，西风指数整体呈现小振幅波动上升态势，多数时段较常年同期偏高，我国北方降水过程偏少偏弱，全国平均降水量(88.7 mm)较常年同期(120.6 mm)偏少26.5%，为1951年来历史同期最少(沈晓琳等，2015)。8月上旬和中旬指数维持在200 dagpm附近，这一时期共有3次较强降水过程发生，分别是8月2—3日、8—10日和16—18日。8月下旬指数出现高低指数转换，亚洲中高纬环流发展成两槽一脊型。

整体来看，三个模式对2015年6—8月西风指数的变化趋势均表现出较好的中期预报能力，但对每次大尺度环流形势调整幅度和时间的把握略有差异，其中EC模式预报效果较好，JP模式次之，T639模式表现略差。对6月初西风指数由高值向低值的调整，三个模式均有较好的反映。三个模式都能准确地预报出6月中旬指数回升至高位的调整。对6月中下旬指数的剧烈震荡，EC模式预报与实况较一致，T639模式预报调整幅度过大，JP模式漏报了6月下旬环流的再次转换。对7月至8月中旬指数的波动上升过程，EC和JP模式的预报效果较好，T639模式在7月上旬末出现了虚假的高指数预报。对8月下旬指数由高值向低值的波动调整，EC和JP模式表现较好，T639模式低估了调整幅度且预报误差较大。

3.2 西太平洋副高预报检验

西太平洋副高是夏季影响我国的主要天气系统之一，副高脊线的位置变化和脊点的东伸西退与我国夏季雨带的南北推移及强降水中心的分布有着密切的联系。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之一(赵晓琳，2012；张博等，2013；张峰，2014)。本文选取T639与EC模式对副高脊线和西脊点位置的预报进行分析，由此检验两个模式在中期时效内对副高的预报能力。

通过对T639和EC模式零场和120 h预报的副高120°E脊线位置的检验可知(图 3，当副高主体偏东、586 gpm线未达到120°E时，脊线指数设为缺测)，在6月上旬和中旬，副高脊线维持在20°N附近，对应这一时期江南及长江中下游地区的梅雨期。此后6月23日副高脊线北抬至26.5°N，对应24日江淮梅雨期的开始，6月下旬雨带维持在江淮及黄淮地区。对6月副高脊线的稳定维持及北抬，两个模式都有较好的预报能力。就逐日变化而言，EC模式120 h预报较T639模式与零场更吻合。7月上旬后期，副高由带状转为块状，脊线北跳至40°N附近后南落。随着7月中旬初期台风灿鸿的北行和台风莲花的减弱，副高脊线再度逐渐北抬，至8月上旬达到35°N附近。两个模式都较好地预报出7月上、中旬副高脊线北抬与南落以及随后逐步北推的过程，但对脊线位置调整的时间，T639模式与实况差距较大，在不同阶段120 h预报存在超前或滞后的情况。8月副高脊线逐渐南落，在8月上旬后期及下旬前期存在两次明显的南撤，对此两个模式的预报均与零场较为接近。整体而言，EC模式对副高脊线的预报能力优于T639模式。

图 4给出了T639和EC模式零场和120 h预报副高西脊点的逐日变化情况。两个模式在6月上旬中期都预报出一个虚假的副高东退现象。对于6月下旬至7月中旬的副高西脊点变化，T639模式120 h预报在大部分时段里较零场明显偏东，EC模式的预报相对而言较为准确。7月下旬至8月中旬副高西伸东退的变化较为频繁，两个模式的120 h预报都较好地反映出这一特点。8月下旬副高西脊点再次东退至130°E附近，随后小幅度西伸，两个模式对这一时段副高西脊点的位置预报偏东，EC模式的预报误差小于T639模式。

3.3 850 hPa温度变化趋势预报检验

850 hPa温度的变化通常能较好地反映大气的冷暖变化，对地面气温的预报有较好的指示意义，是中期温度预报的重要参考指标之一。为了更全面地了解和掌握数值模式的中期预报性能，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T639、EC和JP三个模式对850 hPa温度变化的中期预报能力(图 5)。

从6—8月850 hPa温度的整体变化可以看出，我国北方地区气温变化幅度较大，季节内的最大温差可达12℃以上，而南方地区的气温变化则较温和，季节内最大温差为7℃左右。我国北方地区850 hPa温度在8月中旬前基本呈现缓慢上升的态势，随后波动下降，三个模式的120 h预报都能较好把握这一变化趋势。在北方地区，6月至7月中旬期间T639和EC模式850 hPa的逐日温度预报较实况以偏高为主，而JP模式几乎在整个夏季对850 hPa温度预报较实况都明显偏高(6—8月T639、EC和JP模式的平均预报偏差分别为0.73、0.50和1.31℃)。6月北方地区多次受弱冷空气影响，温度变化较为频繁，三个模式都能较好地预报出这一特点。对6月下旬至7月上旬温度先升后降的变化，对升温期间的温度变化幅度，T639模式预报偏大，EC模式预报较准确，JP模式预报偏小，而其后的降温过程三个模式都低估了冷空气的降温幅度。对8月中下旬北方这种较长时间的缓慢降温，三个模式120 h预报都有较好的预报能力。对于南方地区，三个模式6—8月的温度预报偏差比北方地区小。EC模式120 h预报对南方地区今年夏季逐日温度变化的把握优于T639和JP模式，上述三个模式零场和120 h预报场逐日温度的相关系数分别为0.83、0.54和0.66。6—8月，T639模式对850 hPa温度预报较零场以偏低为主，EC和JP模式的预报和零场较接近。对南方地区7月上旬、中下旬和8月中旬后的三次降温过程，T639模式预报的降温幅度较零场偏小，降温时间也有一定偏差，EC和JP模式的预报与零场较一致，表现出对南方降温过程较好的预报能力。

2015年7月，新疆出现历史罕见的持续性高温天气。该月新疆的平均气温26.0℃，较常年同期(23.4℃)偏高2.6℃，为1961年以来历史同期最高值。下文通过考察7月T639、EC和JP模式在新疆及其周边地区(37.5°~47.5°N、75° ~95°E)的850 hPa温度变化，检验三个模式对新疆这次持续性高温天气的预报能力(图 6)。由温度的零场和120 h预报逐日演变曲线可知，三个模式对2015年7月中、下旬新疆的持续性高温有较好的预报能力，其逐日温度零场和120 h预报的相关系数均超过0.9。T639模式预报升温时间略晚于零场，且在高温持续的大部分时段内其预报气温比实况略低。EC和JP模式能较准确地把握气温开始上升的时间及高温持续时段内气温趋势的变化。EC模式的120 h预报较实况略偏高，存在系统性偏差。JP模式对7月中旬后期至下旬前期的高温预报较实况明显偏高，对随后高温缓解时段，其温度预报误差不稳定。

3.4 台风预报能力检验

2015年6—8月共有4个台风登陆我国，其中第13号台风苏迪罗先后在台湾和福建登陆，并深入内陆，影响台湾、广东、福建、浙江、上海、江西、湖南、湖北、河南、安徽、江苏等11个省(市)，影响范围广、风雨强度大，是今年以来影响我国范围最广的台风。因此，本文以台风苏迪罗为例，分析T639、EC和JP模式对台风路径和强度的中期预报能力。

1513号台风苏迪罗于7月30日晚在西北太平洋洋面生成，8月8日04：40在台湾花莲第一次登陆，登陆时为强台风级，中心附近最大风力15级(48 m·s^-1)，中心最低气压940 hPa；8日22：10在福建省莆田市秀屿区再次登陆，登陆时为台风级，中心附近最大风力13级(38 m·s^-1)，中心最低气压970 hPa。登陆后“苏迪罗”先向西北方向移动，后在江西北部转向北偏东方向，强度逐渐减弱，于10日17时在安徽省境内停编。8月7—12日“苏迪罗”在江南中部和东部、华南东部、江淮大部累计降水量在50 mm以上，江苏中部、浙江南部和福建东北部有100~250 mm，局地大于250 mm。据统计，“苏迪罗”导致福建、浙江、安徽、江西、江苏5省773.5万人受灾、96.9万人紧急转移安置、48.4×10⁴ hm²农作物受损，直接经济损失181.9亿元。为比较各个模式对台风强度及移动路径的预报能力，本文选取8月7日20时、8日20时和9日20时3个时次的850 hPa风场及500 hPa高度场进行分析对比。

从三个模式的零场(图 7)可以看到，7日20时“苏迪罗”的中心位于台湾东南洋面上，强度较强。随后，强度略有减弱，并横穿台湾，8日20时位于近浙江东南部的台湾海峡海面上。8日22时，“苏迪罗”在福建省莆田市登陆后向东北方向移动进入江西，移速减慢，强度逐渐减弱。在9日20时其中心位置位于江西抚州市以南约30 km处，强度减弱为热带风暴级。对比7日20时三个模式的零场和120 h预报发现，EC模式预报的台风中心位置与零场较为接近，T639和JP模式预报的偏东偏南，三个模式对台风强度的预报都较准确。8日副高北抬，“苏迪罗”登陆台湾后入海，三个模式预报误差较前期增大：T639模式120 h预报的8日20时台风中心位置较零场略偏东，移速略慢；EC模式预报的台风移速过快，台风中心位置预报至福建西南部，对台风的登陆时间预报偏早；JP和EC模式相反，其预报的台风移速过慢，还未登陆台湾。8日20时副高呈东西带状分布，T639和EC模式均未准确预报出此特点，但对副高北抬的趋势把握较为准确；JP模式副高位置预报明显偏南，这可能是其台风移速预报过慢的原因之一。“苏迪罗”两次登陆后T639和JP模式对其强度预报均略偏强，EC模式的预报较准确。对9日20时台风中心位置预报，T639模式略偏南，EC模式偏北，JP模式依旧明显偏南。

综上所述，三个模式对1513号台风苏迪罗中心位置和强度的中期预报均存在不同程度的偏差。T639模式对台风登陆后的移动路径把握较好，强度预报略偏强，其登陆台湾前台风中心位置预报偏东偏南；EC模式较好地预报出台风的强度及第一次登陆前的中心位置，但对登陆后的移速预报偏快，导致其台风中心位置预报偏北；JP模式的台风登陆时间明显偏晚，强度与零场也有一定偏差。

4 结论

本文通过对T639、EC及JP模式中期时效预报产品的检验，主要得到以下几点结论：

(1) 三个模式均能较准确地预报2015年6—8月亚洲中高纬大尺度环流的调整和演变，其中EC模式的预报效果最好，JP模式次之，T639模式的预报误差相对较大。

(2) T639和EC模式对副高脊线的位置变化均有较好的预报能力，其中EC模式的效果更好，T639模式对7月中旬脊线南北摆动的时间预报与零场有差异。EC模式对副高西脊点的预报较准确，只在部分时段预报略偏东，T639模式预报存在明显偏东的趋势。

(3) 对于850 hPa气温预报，三个模式对北方地区的气温预报较零场都略偏高，其中EC模式的预报偏差较小，T639模式次之，JP模式的预报明显偏高。三个模式均能较好地预报出2015年7月新疆持续性高温天气，但低估了北方冷空气带来的剧烈降温幅度。在南方地区，三个模式气温预报误差小于北方地区。EC和JP模式能较好地预报南方的降温过程，T639模式对南方气温的变化趋势和幅度的预报能力略差。

(4) 三个模式对1513号台风苏迪罗的预报均存在不同程度的偏差。总体而言，T639和EC模式的预报能力较好，T639模式对台风两次登陆后的中心位置预报与零场较一致，强度略偏强；EC模式对台风登陆后的移速预报偏快，导致其中心位置偏北，但对台风强度的预报表现较好；JP模式的预报与零场差异较大。