濕度場

物質系統內各個點上濕度的集合稱為濕度場。它是時間和空間座標的函數，反映了濕度在空間和時間上的分佈，與天氣過程演變規律之間存在着息息的相關性。水汽三維分佈信息是數值天氣預報模式的初始條件之一，大氣中的水汽具有較強的時空變化特性，因此濕度場的描述對降水精細化預報具有重要的作用。

對500hPa、700hPa和850hPa的垂直濕度場，在降水開始、發展、減弱和結束時段的數據進行統計，對降水實況即降水開始、發展、減弱和結束時段進行統計，將垂直濕度場的數值與降水時段進行對比研究，總結髮現垂直濕度場演變與降水過程演變的相關性，用於日常精細化預報服務工作。 ^[1] 

（1）濕度場主要結論或指標

①降水開始時的濕度場主要指標或結論（有雹強對流天氣除外）

850hPa滿足相對濕度70%（温度露點差4.0℃），且維持時間在3~6小時及以上或相對濕度在70%以上（温度露點差4.0℃以下）；無論500hPa和700hPa是否滿足相對濕度70%及以上 （温度露點差4.0℃及以下 ）的濕度指標，只要800hPa滿足該濕度指標，就有利於降水發生。依此可用於預報降水的開始和發展時間。

②降水結束時的濕度場主要指標或結論

降雪天氣850hPa相對濕度在70%以下或温度露點差在4.0℃以上；降雨大氣（強對流降雨天氣除外）500hPa相對濕度在70%以下或温度露點差在4.0℃以上。依此可用於預報降水的減弱和結束時間。

（2）強對流天氣中濕度場指標或結論

①無雹強對流預報

無雹強對流產生降雨、大風和雷暴，不產生冰雹。有利於無雹強對流的濕度指標是850hPa相對濕度滿足70%及以上值或温度露點差滿足月4.0℃及以下值；不利於無雹強對流的濕度指標是850hPa相對濕度滿足70%以下值或温度露點差滿足4.0℃ 以上值。依此可精細化預報無雹強對流過程的開始和結束時間。

②有雹強對流預報

有雹強對流產生降雨、大風、雷暴和冰雹。預報指標是850hPa温度露點差達到16.0℃及以以上值或相對濕度達到40%及以下值產生了降雨，且温度露點差值是維持或繼續升高趨勢或相對濕度值是維持或繼續下降趨勢，則預報有雨夾冰雹天氣。短暫降雹後天氣過程結束。

為恢復濕度場原有的中尺度特徵，運用衞星資料實現更加細緻的濕度場反演是一條有效的途徑。朱民等 ^[2]  利用GMS-5衞星圖象反演的高分辨率濕度場資料改進初始場，以提高暴雨中尺度數值預報水平的可能。研究的結果表明：

（1）將衞星反演濕度場資料引入初始場，較之僅使用大尺度資料能夠更好地反映出濕度場的水平中尺度結構特徵，尤其是合理地增強了對降水有重要影響的高濕區的濕度；

（2）使用衞星反演濕度場資料一般會對24h降水預報產生好的影響，這反映在中雨或大雨以上的TS評分、暴雨模糊評分以及與實際降水場的相關性更好，具體反映在個例中，則是降水帶、降水中心及降水強度的預報更接近實際；

（3）使用衞星反演濕度場資料作初始場具有使預報的前期降水場向實際觀測場逼近的作用，但對中後期的降水預報影響則具有不確定性。

宋淑麗等 ^[3]  利用上海GPS綜合應用網GPS信號斜路徑水汽觀測值，在國內首次層析了上海地區水汽三維分佈。

層析中採用高斯加權函數進行水平約束，利用數值預報結果做先驗值，考慮了邊界條件。針對無法準確給出各類觀測信息先驗權的問題，在層析水汽三維分佈問題中首次採用了方差分量估計，進行驗後定權；為了降低觀測噪聲對參數估計的影響，採用了抗差估計；針對水汽密度隨高度減小的特點，垂直方向上採用隨高度變化的非等權約束方法。層析結果與MM5數值預報結果比較，GPS信號斜路徑水汽觀測值對數值模式的預報濕度場有明顯改善，利用GPS信號斜路徑水汽觀測值準實時地探測水汽的三維分佈，應用於短期數值預報中，可改善短期預報的初始濕度場，提高數值預報的準確度。

主要用於天氣降水精細化預報。