华北地区处于东亚夏季风北边缘，受其影响，夏季降水年际、年代际变化大，极端强降水事件时有发生，同时又经常发生持续性的干旱。因此，华北地区已成为我国东部易发生严重旱涝灾害的两个地区之一，生态环境脆弱。国家为解决制约华北发展的这一问题，实施了“南水北调”工程。近年来，国家实施京津冀协同发展和雄安新区、北京城市副中心、大兴机场等重大战略工程，科学认识华北夏季降水变化规律、影响因素，改进预测技术，对政府决策和科学指导防灾减灾、生态建设、保障人民生产生活、服务国家战略发展具有重要意义。

针对这一现状，天津市气候中心与南京信息工程大学联合开展《华北夏季降水气候监测预测技术与应用研究》，对近60年华北夏季降水时空变化特征、影响华北夏季降水的关键气候因子及影响机制等进行系统研究，并研发出一套华北夏季降水监测预测指标及预测方法，让气象部门对华北夏季降水监测预测业务能力实现突破。

提出新的监测方法 从容判定华北雨季起止时间

华北地区降水主要集中在夏季，并具有多突发性、对流性、局地性、间歇性的特点，华北雨季监测存在较大困难。“华北雨季与长江梅雨、华西秋雨、华南汛期降水等雨季特点明显不同，不是在进入雨季就一直持续出现降雨，往往是降水过程之间间隔较长时间。据统计，华北夏季中雨以上降水过程平均每10天左右出现一次，雨季期间中断10多天无降雨很正常，导致很难准确监测华北地区雨季起止时间。”该项目负责人、天津市气候中心副主任、正研级高级工程师郝立生说。

众所周知，准确监测了解一个区域的雨季起止时间，对安排工农业生产至关重要，同时对防汛、海洋、应急等多部门提前采取有针对性的防汛措施具有重要参考价值。通过项目研究，天津市气候中心提出了一种华北雨季新的监测方法—比湿副高法，即综合考虑空中850 hPa层比湿特征线和副热带高压脊线变化，以此来判定华北雨季的起止时间。

郝立生说：“这种华北雨季监测方法，打破了以往必须要参考日降水量要素的束缚，因为华北地区雨季经常出现间隔很多天无雨的情况，这就导致日降水量监测实况出现中断，进而使雨季起止时间的判定出现偏差。该方法使用起来方便，监测结果与实际基本一致。”

今年汛期，包括天津在内的华北地区降水较常年同期明显偏多，市防汛、生态环境等部门非常关注华北雨季的结束时间，并向市气象局询问。“我们用新的监测方法，通过对大气环流的监测，及时掌握850 hPa 层水汽场、副热带高压、热带对流等要素值的变化，再依据指标快速判定出华北雨季结束时间，为防汛、蓄水、渤海生态水体保护等提供依据。”郝立生说，“我们现在仍然在不断探索、改进中，期望未来能得出更加科学有效的判别方式，为华北雨季监测行业标准的下一步修订和改进贡献力量。”

研发新型预测方法 实现预测意见客观化、定量化

通过项目研究，天津市气候中心在850 hPa层水平风场和水汽通量场、OLR监测的热带对流、东北冷涡、热带低频信号MJO/BSISO、500 hPa中纬度低频波等关键要素方面，形成一套华北强降水发生的气候监测指标，同时，研发了华北汛期降水趋势预测客观方法。

今年3月和5月，天津市气候中心在两次参加华北区域气象部门会商时，对夏季降水趋势进行了预测。从整个汛期降雨实况检验来看，两次预测意见与实际情况较为吻合。代表天津参加会商并发言的市气候中心气候预测科高级工程师梁苏洁说“今年的预测结论，在考虑国家气候中心和相关省市预测意见基础上，我们重点依据该项目研发出的‘基于前期环流演变信息的季节降水预测方法’得出的。”

对于汛期降水趋势预测，基层预报员大多数是以统计方法为主，再结合前期大气环流和厄尔尼诺等外强迫信号情况，经过预报员经验判断订正而得出。“这种预测方式往往存在主观差异，也容易出现意见分歧，不能形成客观化、定量化的预测结论。”郝立生说，“基于前期环流演变信息的季节降水预测方法，可以将前期不同季节的环流、降水、海温、地表热状况等季节演变信息提取出来，带入预测方法，进而生成一个综合考虑了多类环流信息的客观化、定量化、网格化的预测结果，能够清晰地看到降水量多少的空间分布情况，预测意见更加科学和客观。”

通过该项研究，天津市气候中心还研发出了一种延伸期降水过程的动力释用统计预测方法，主要利用环流异常相似、低频关键区分析、derf2.0气候模式解释应用等技术，对未来10到30天之内主要降水过程进行预测，近3年主要强降水过程基本无漏报，使降雨过程预判提前量实现了大幅提升。（张妍）