SWAN系统雷达定量降水估测产品在江西的应用
黄南双偏振雷达降水估测产品的质量评估
黄南双偏振雷达降水估测产品的质量评估作者：任强李忠武丁培华来源：《农业灾害研究》2024年第02期摘要：选取2023年8月ROSE2.0黄南州雷达定量降水估测产品、用户报警信息产品和经质量控制后的地面自动气象观测数据，通过雷达产品和实况降水的平均偏差比、归一化平均绝对误差和相关系数检验计算得出：在降水强度为10～20 mm和雨量站距离为25～50 km，黄南州双偏雷达降水估测能力表现较好；OHP产品对短时强降水的发生具有指示意义；在8月3日过程中短时强降水报警产品漏报严重，需要进一步完善算法，才能具有更好的预警提醒作用；由于黄南州境内地形复杂，海拔相差大，因此雷达估测降水要消除地形的影响。
关键词：OHP产品；误差分析；地形；UAM产品中图分类号：P412.25 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）02–0-03黄南州新一代天气雷达于2021年8月20日建设完成，并于2021年9月15日开始试运行，站号为Z9973，海拔为3 914 m，最大探测距离为400 km，有效探测距离200 km左右，仰角类型有0.5°、1.5°、2.4°、3.3°、4.3°、5.2°、6.2°、7.5°、8.7°、10.0°、12.0°、14.0°、16.7°、19.5°，工作模式分别为晴空模式、降水模式和强降水模式，每个时次可调取基本反射率因子（R）、径向速度（V）、组合反射率（CR）、回波顶（TOPS）、垂直积分液态含水量（VIL）、冰雹指数（HI）、粒子分类（HCL）等36个常用产品。
该雷达对黄南地区灾害性天气的监测起着至关重要的作用。
新一代天气雷达是国内最先进的天气雷达，可以更立体地监测云体的结构特征，对短时强降水的预报预警具有较好的指示意义。
每年6—9月黄南州灾害性天气频发，给人民生命财产安全造成严重威胁，为切实贯彻落实研究型业务发展理念，加强业务与科研深度融合，适应气象预报业务智能精准、客观定量的发展要求，分析黄南州新一代天气雷达产品在黄南地区降水估计中出现误差的原因[1-3]。
(业务管理)江西省县级综合气象业务改革发展实施细则
（业务管理）江西省县级综合气象业务改革发展实施细则江西省县级综合气象业务改革发展实施细则江西省气象局2013年7月为了全面贯彻落实《中国气象局关于全面推进县级气象机构综合改革工作的通知》（气发〔2013〕28号）、《中国气象局关于县级综合气象业务改革发展的意见》（气发〔2013〕54号）和《江西省县级气象机构综合改革实施方案》（赣气发[2013]105号）的文件精神，进一步推动我省县级综合业务改革深入发展，现制定本实施细则。
1总体要求推进县级综合气象业务改革发展是提高县级公共气象服务水平和气象社会管理能力的核心任务，是全面推进县级气象机构综合改革的重要环节，是实现基层气象现代化的基础工作。
必须在中国气象局的统一决策部署下，立足于我省的现实基础，针对发展中的突出问题，把握公共气象发展方向，围绕气象防灾减灾中心任务，面向社会服务需求，以优化业务布局、调整业务分工、完善业务流程为主线，以强化公共气象服务、加强监测预警业务、改革综合观测业务、建设综合气象业务系统为重点，构建业务一体化、平台集约化、岗位多责化的县级综合气象业务。
与县级气象机构综合改革同步，南昌、九江、上饶市所辖县（市）气象局，以及玉山、吉安县、湖口、万载县气象局要在2013年年底前基本完成县级综合气象业务改革发展任务，其他市县到2015年年底前完成县级综合气象业务改革发展任务。
2县级综合气象业务主要内容2.1公共气象服务县级气象部门负责农业气象服务体系和农村气象灾害防御体系建设，开展面向防灾减灾和生态文明建设的决策气象服务、公众气象服务、专业专项气象服务和应急气象保障服务。
承担气象灾害预警信息发布和部门联动工作，开展气象灾情收集上报和气象灾害调查工作，协助上级开展气象灾害风险普查、风险评估和气候可行性论证等工作。
应用或订正上级指导产品，开展气象灾害风险预警服务，开展环境、交通、水文气象服务，因地制宜开展山洪地质灾害、森林火险、电力能源、旅游等专业气象服务。
短时临近预报系统（SWAN1.0）应用探讨
短时临近预报系统（SWAN1.0）应用探讨杨秀峰;马梁臣;席宝珠【期刊名称】《吉林气象》【年(卷),期】2012(000)002【摘要】短时临近预报系统（SWANl．0）对短时临近预报有一定的预报指导意义，为了更好地应用新预报业务平台和新资料，本文对2011年汛期6月7日、6月30日-7月1日、7月8日、7月16日、7月21日、7月31日、8月14日和8月31日8次吉林省中部降雨过程中SWAN的定量降水预报（QPF）和反射率因子预报两类产品进行了检验分析。
结果表明：定量降水预报（QPF）和实况降水比较的总体量明显偏小65％左右，落区预报上具有一定预报意义，但是落区偏差较大，SWAN降水预报可用程度不足，降水落区和降水量级预报仅仅起到参考作用。
反射率因子预报短时效内的预报产品预报时效在30分钟以内可信度较高，其中6—12分钟更为可靠，但是对45dBz以上雷达回波预报较差，SWAN对云团大体情况在30分钟以内预报较好，但是对云团中强风暴预报能力不足。
【总页数】4页(P17-19,44)【作者】杨秀峰;马梁臣;席宝珠【作者单位】长春市气象局,长春130051【正文语种】中文【中图分类】P457.6【相关文献】1.潍坊市精细化短时临近天气预报系统的设计与实现 [J], 李晓利2.一次短时暴雨天气过程及短时临近预报分析 [J], 郑石;王启威;王冠;李艳芳;关健华;于文博;李东宇3.短时临近预报系统在广东一次强对流天气过程中的检验分析 [J], 陈元昭;兰红平;陈训来;胡娟;彭勇刚4.青海短时临近预报系统SWAN1.0本地化及应用 [J], 苏永玲;徐亮;刘雪梅;5.农业气象服务中短时临近天气预报的应用探讨 [J], 马丽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
SWAN系统产品的特点
SWAN中包括了大量的产品，对于这些产品的合理使用，需要首先了解产品的特点，而且，不同类型产品的组合，也将有助于做出正确的临近预报。
一、产品功能分类（1）第一类：实况监测、反演和分析类产品，如雷达三维拼图，基于三维拼图资料的反演产品（如垂直积分含水量，组合反射率因子、回波顶高、TREC矢量场等），卫星分析（对流云识别与分析），天气实况（雨量，温度，风，灾害性天气报告等），定量降水估测产品。
（2）第二类：外推预报类产品，如反射率因子预报，定量降水预报产品，风暴追踪，TITAN等。
（3）第三类：客观检验类产品，主要包括：反射率因子预报检验、定量降水预报检验、定量降水估测检验、风暴追踪预报位置误差分析等。
（4）第四类：报警类产品，实况报警（雨量、大风、灾害性天气等），雷达报警等（5）第四类：基于上述资料的预报产品制作发布与会商支持。
二、产品特点了解不同产品的特点，才可以在不同的天气过程时，选择恰当的产品，以达到扬长避短的目的。
（1）雷达组网拼图。
优点：雷达探测网资料，监测范围大，雷达重叠区域在一定程度上能够弥补雷达测远和天顶盲区的限制，三维地理经纬度坐标，分辨率高，为基于雷达资料的反演产品提供了良好的数据，同时方便与其他探测产品叠加等。
不足：速度资料的应用不够，单部雷达边界和天气盲区的问题，时间延迟，对本地数据环境的要求高，拼图产品与单部雷达产品之间的交互不够等。
（2）丰富的产品，前面提到了有5大类产品和功能，而且，还有一些产品正在研发之中，为预报员从不同角度分析天气过程提供了便利。
运行时对计算机和网络资源的要求，对服务器端框架设计的要求，需要大量的针对性的本地化工作，是否有本地特色产品，肥猫。
（3）预报产品以外推为主，对于稳定性的降水回波（层状云回波、超级单体等）效果较好，对于快速生消演变的风暴单体，效果较差，预报时效受到明显限制。
（4）实时检验产品，将当前时次的实况资料和前一（多）时次的预报场进行对比，获得该产品在不同预报时效上的检验结果。
雷达定量估测不同类型降水
验站 位于 雷达 西北 侧 ３ ～ ６ ｍ范 围 内 ， 校 正 站 ｏ ５ｋ 与
距离 较远 。
统计Ｚ 关 系利 用 ２ ０ ０ ２年 、０ ３年 福建 中北 部 ２０ ２ ７个 气 象 站 自记 雨 量 资 料 及 建 阳新 一 代 天 气 雷 达
变 分 法等对 ２ ０ ０ ５年几 次混合 型 、 流 型降水 过程及 对
为 了评 估Leabharlann 雷达一 量计 估测 降雨 精度 ， 雨 定义 雷 达
一
雨 量 计差 统计量 如 下 ：
过程平 均 相对误 差 （ 绝对 值 ） ：
１
１ ０ ３ ｍ。根据 雨量 点 相 对 雷达 站 的距 离 分 别 ０ ￣２ ０ｋ
读取 不 同仰角 的 ｚ值 ， 同时对其 进行 质 量控 制 。 。
ｌ
的最 优插值 法 、 ］ 卡尔 曼滤 波等
１ 资 料 处 理
］ 。
降 水 的 最 优 Ｚ— 关 系 为 ：
混合 型 工区 ： Ｚ一１ ２Ｊ １
对 流 型 工区 ： Ｚ一 ６ ・ ４
Ⅱ区 ： Ｚ一１ ２ ３
Ⅱ区 ： Ｚ一 １ １
用于统 计 Ｚ Ｉ 系 的雨 量站 有 ２ －关 ７个 ， 些 站 点 这
水类 型 的ｚ＿关 系 ， 将 统 计 结 果 用 于 ２ ０ Ｊ 并 ０ ５年 、 ０ ６年 的 降 水 估 测 。 同 时 利 用 实 时 雨 量 资 料 采 用 卡 尔 曼 最 优 （ ２０ 卡 尔曼 滤 波 ＋最 优插 值 ）变 分 等 估 测 方 法进 行 实 时 雨 量 校 正 ， 福 建 北 部 武 夷 山九 曲溪 流 域 雨 量 计 检 验 校 正 后 的 雨 、 用 量 值 ， 对 上 述 几 种 方 法 的点 及 面 的估 测 结 果 进 行 比 较 。结 果 表 明 ： 尔 曼 最 优 法 及 １０ｋ 并 卡 ０ ｍ距 离 范 围 内 的最 优 化
SWAN在短时临近预报中的应用与检验
SWAN在短时临近预报中的应用与检验近年来，随着气象预报技术的飞速发展，短时临近预报成为了一种非常关键的气象预报手段。
为了提高短时临近预报的准确性，许多新的预报方法被提出并得到了广泛的应用。
其中，SWAN方法是一种被广泛应用的物理波浪模型，尤其是用于分析和预报海浪和涌浪的特性。
SWAN是Spectral Wave Analysis for Nearshore模型的缩写，其最初是由荷兰Delft水文研究所开发的。
随着时间的推移和技术的进步，SWAN发展成为了一种相对完整并且成熟的模型，被广泛应用于海洋工程、海岸防护、海上作业等领域，也为海洋预报和气象预报提供了重要的支持。
SWAN方法基于谱分析理论，可以使预报结果更加准确，同时也可以更好地解析不同频率、不同方向的波浪。
SWAN可以同时处理海浪的传播、衰减、反射、折射以及干涉等复杂过程。
SWAN还可以预测海浪能谱和波高时间序列等重要参数，帮助预报人员更加准确地了解海面环境的变化。
SWAN的应用广泛，尤其是在短时临近预报中的应用，可以提高预报准确性，有助于提高气象预报的水平。
SWAN可以被广泛应用于不同区域、不同季节的较短时间内海浪和涌浪的预报。
利用SWAN，预报人员可以对海浪变化进行实时监测，对海洋环境变化做出及时响应。
此外，SWAN还可以被应用于海洋工程、海岸防护等领域，帮助工程人员更好地设计、规划和实施相关工程。
为了验证SWAN方法在短时临近预报中的可靠性，需要进行检验和验证。
在SWAN方法的检验和验证中，通常会使用一些统计分析和比较分析的方法，比如误差分析、回归分析、相关系数分析等方法。
通过比较预报结果和实测数据，可以验证预报方法的准确性和可靠性，并对方法进行不断改进。
总之，SWAN是一种广泛应用于短时临近预报中的物理波浪模型，可以帮助预报人员更加准确地预测海浪和涌浪等重要参数，提高短时临近预报的准确性。
同时，SWAN还可以被应用于多个领域，为海洋工程、海岸防护等领域提供重要的支持。
SWAN在短时临近预报中的应用与检验
SWAN在短时临近预报中的应用与检验近年来，随着气象科学的不断发展，短时临近预报在防灾减灾工作中扮演着越来越重要的角色。
短时临近预报是指对未来数小时内天气、气温、降水等气象要素进行预测和预警，为人们的日常生活和生产活动提供重要参考。
而SWAN（Simulating WAves Nearshore）模型是一种专门用于模拟近岸波浪的数值模型，同时也可以辅助短时临近预报工作。
那么，SWAN在短时临近预报中的应用与检验有哪些呢？本文将重点对此进行探讨。
1. SWAN模型简介SWAN模型是一种广泛应用于波浪研究领域的数值模型，它是由荷兰国家水利部（Rijkswaterstaat）和达尔夫特理工大学（Delft University of Technology）联合开发的，旨在模拟近岸波浪的变化和传播过程。
SWAN模型采用谱方法和随机斜率均衡方程，可以对各种条件下的波浪场进行较为准确的模拟和预报。
基于其良好的模拟效果和广泛的应用价值，SWAN模型在海洋工程、海岸工程、气象预报等领域都有着重要的作用。
在短时临近预报中，波浪是一个重要的气象要素，特别是对于海上作业、海上交通以及沿海地区的防灾减灾工作来说，准确的波浪预报至关重要。
SWAN模型可以提供对未来数小时内波浪场的预测，为相关行业和部门提供决策支持。
具体来说，SWAN在短时临近预报中的应用主要体现在以下几个方面：（1）海上作业支持：钻井平台、海洋风电、船舶等海上作业需要关注未来数小时内的波浪情况，以便做出相应的调整和安排。
SWAN模型可以提供准确的短时波浪预报，帮助相关单位合理安排作业时间和地点，降低风险。
（2）海上交通安全：对于船舶来说，短时波浪预报可以帮助船员选择最佳航线和航行时间，避开恶劣的海况，保障航行安全。
对于港口和海域管理部门来说，短时波浪预报也可以提供重要的参考，帮助他们合理安排船舶靠泊和作业。
（3）沿海地区防灾减灾：对于沿海地区而言，短时波浪预报对于防洪防涝和海岸防护至关重要。
SWAN定量降水预报在几次降水过程中的应用检验
SWAN定量降水预报在几次降水过程中的应用检验摘要：应用白城地区2012年出现的四次降水过程，检验分析了临近预报系统（swan）中定量降水产品对晴雨及不同类型降水的预报效果。
结果表明：swan系统中定量降水预报产品漏报率比较小；对于间歇性降水或是时段较分散的降水过程空报率较大，而对于稳定性降水或是降水时段较集中的降水过程，晴雨预报效果很好。
进一步检验了swan对弱降水、一般性降水和较强降水的预报能力，结果表明对于弱降水的预报效果要好于一般性降水好于较强降水。
关键词：临近预报；降水；检验中图分类号：p459.9 文献标识码：a 文章编号：1674-0432（2013）-01-0133-10 引言近年来，基于多普勒天气雷达、卫星、自动气象站等非常规观测资料和中尺度数值模式的定量降水预报技术得到了快速的发展。
对于临近（0～2h）定量降水预报而言，利用雷达回波外推技术和自动站雨量订正技术的临近预报方案具有高精度的时空分辨率，且准确率也较高。
本文利用白城地区2012年出现的四次降水过程，对swan系统中提供的不同预报时效的定量降水预报产品进行检验，为短时临近预报预警工作提供依据。
1 临近预报系统swan及其定量降水预报产品swan系统在micaps平台基础上，融合了数值模式产品和雷达、卫星、自动站等探测资料，提供了大量的临近预报产品，如三维雷达拼图、组合反射率因子、垂直剖面、定量降水估测和预报、cotrec （改进的交叉相关法）矢量场、反射率因子预报产品、风暴识别与追踪、titan（风暴识别、追踪、分析和临近预报系统、对流云识别产品）等，并具有强天气综合自动报警、预报产品实时检验、灾害天气预报制作和发布等功能。
swan系统在现有业务中提供1h定量降水预报产品。
该产品使用了3kmcappi拼图数据、cotrec矢量场和自动站雨量等资料。
首先，在对z-i关系做统计时，考虑了将不同强度的回波按照一定的等级进行分类；其次，利用cotrec矢量场外推，获得雷达反射率因子预报场；最后，在使用自动站雨量订正雷达定量降水预报时，采取最优插值法。
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Ｓ Ｎ 系统雷达定 量 降水 估测产 品在江 西的应用 ＷＡ
李 俊 ， 支树林 ，郭 艳 ，张 瑛 ，盛 志军 ，洪浩源 ，王 欢
江 西 省 气 象 台 ，江 西 南 昌 ３ ０ ４ ３０６
摘
要： 利用 Ｓ Ｎ１ ＷＡ ． ０系统对江 西省 ２ １ ０ ０年 １ ７ 的 ２ 降水过程进行反 算。 — 月 ５次 结果表 明 ， 雷达定量 降水估测
（ Ｐ 产 品在 江西省 的主 汛期 （— ７月 ） Ｑ Ｅ） ４ 应用 效果要 好于非 主汛期 ， Ｐ Ｑ Ｅ产 品 的 １ｈ雨量值 比实 际观测值 要小 ， 偏差 大约 ２ ％； ３块小 流域 的 Ｑ Ｅ检验 ， 中 ２块 小流域 的 Ｑ Ｅ产 品误差 与全省 范 围的误差差 别很 小 ， Ｐ ０ 对 Ｐ 其 Ｐ ＱＥ 对小流域短 时中阵雨 以上 量级的降水具有较 高可靠性 。依 据检验工作 的结 果 ， 开发出 的 Ｑ Ｅ修 正产 品可 以作为 Ｐ 江西省短 时临近天气预报 业务使用 。
强对 流 天 气 进 行 有 效 监 测 、报警 和 短 时 临 近 预 报 （ ） １ｈ ，同时 兼顾 一 些 常 规 灾 害性 天 气 现象 的实 时 监测 和报 警 。 江西 省气 象 台在 ２１ ００年 ６月 ， 将 Ｓ Ｎ１ ＷＡ ． 统 投入 业 务 使 用 ，其 雷 达 定 量 降水 估 ０系 测 （ Ｐ 产 品 对 于 强 降 水 的监 测 与 预 警 有 重 要 的 Ｑ Ｅ） 指导作用。 江 西 省 的短 临预 报 业 务 已开 展 多 年 ，在 利 用 Ｓ Ｓ Ａ、Ｃ型 多普 勒 天 气 雷达 预报 和监 测 强 对 流 方 面
作者 简介 ：李俊 （９ ４ ）男 ， １ ８一 ， 工程师 ， 士 ， 硕 主要从事 短时预报业务 与研究 ． － ａｌｌ ｊｎ ｃｍ ｉａｃｎ Ｅ ｍ ｉ： ｕ ｏ ＠ｓｎ ． ｉ ｏ
关 键 词 ： ＷＡ 系 统 ， Ｐ 效 果 检 验 。 Ｓ Ｎ Ｑ Ｅ， 中 图分 类 号 ： ４ ６６ Ｐ ２． 文 献标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：０ ７ ９ ３ （０ ２ ０ — ０ １ ０ １０ — ０ ３ ２ １ ）２ ０ ６ — ６
由于 Ｓ ＷＡＮ系 统 投 入 业 务 应 用 的 时 间 较 短 ，
（Ｐ ） Ｑ Ｅ 产品的应用效果进行检验 ， 并结合江西省 的 业 务 实 际 ， 该 产 品进 行 了改 进 ， 对 以改 善 雷 达 定 量 降水估测 中存在 的短时强降水估计值偏低的问题 ， 为 更 好 地 利 用 Ｓ Ｎ系 统 对江 西 省 灾 害 性 天 气 进 ＷＡ
行 短 时 临近 天气 预 报 服务 提 供参 考 。
抚州地区降水进行过估算试验 ， 但是他们 的工作 针 对 区域 较 小 ， 检验 样 本 数 量 略有 不 足 ， 有 针 对 江 没 西全省范围进行估算 ， 也没有投入业务使用 。Ｑ Ｅ Ｐ
计 算 的基础 是 ， 系 １，ＷＡ 系统 的 Ｑ Ｅ产 品 关 ０Ｓ Ｎ ］ Ｐ 基 于 动 态 ， 系 进 行 计 算 ， 有 实 时 性 好 、 间 关 具 空
第３ ５卷第 ２期
２１ ６ ０ ２年 月
气 象 与 减 灾 研 究
ＭＥＴ ＲＯＬ Ｅ０ ＯＧＹ ＡＮＤ ＤＩ ＡＳ Ｅ Ｓ Ｔ Ｒ ＲＥＤＵＣ １ Ｎ ＲＥＳ Ｔ０ ＥＡＲＣ Ｈ
Ｖｏ ．５ １ Ｎｏ２ ３ ．
Ｊｎ ２ ２ ｕ ． ０１
李 俊 ， 树林 ， 支 郭艳 ， Ｓ Ｎ系统雷 达定 量降水估测产品在江西 的应用 ［ ］ 气象 与减 灾研究 ，０ ２ ３ （ ）６ — ６ 等． ＷＡ Ｊ． ２ １ ，５ ２ ： １６
做 了大量工作 ， 取得 了较好 的效果 ］雷达定量估 。
算 降水 ］是 近 几 年 江西 省 短 临 预 报 预 警 业 务 的 ，
一
个工作重点。 徐继延等 利用南 昌多普勒雷达对
出了其月分布 。 考虑到短临预报主要关注灾害性降
水 过 程 ， 别 是 江 西 省 的 短 时 强 降水 （ 特 １ｈ雨 量 大 于 ３ ０ｍｍ）选 取 的 ２ ， ５个 降 水 过 程 ， 出现 了单 日 均 中雨 量级 （０ｍｍ） ２ １ 的 ４ｈ累积 降水量 （８ ０ 时 ） ０— ８ 。 在 全省 范 围 内 的 降水 检 验 中 ，ＷＡ Ｓ Ｎ系 统个 例 反 算 所 用 到 的资 料 包 括 ： 昌 、 江 、 南 九 吉安 和 赣 州 ４ 部 多 普 勒雷 达 的 基数 据 ， 以及 江西 省加 密 自动气 象
ｌ 研 究所用 的资料
为 了对 Ｓ Ｎ系 统 的 Ｑ Ｅ产 品进 行 准 确 、 ＷＡ Ｐ 全
面 的评 估 ，首 先 选 取 了 ２ １ ００年 １ ７月 ２ 降 水 — ５个
过程共 计 １０ｄ的资料进行个 例反算 （—７月为 ３ ４
江 西 的 主汛 期 ， 一 般 西 太 平洋 副热 带 高 压 西伸 ８月 加强 ， 江西 省 因受 其 控 制 以晴 好 天气 为 主 ）图 １给 ，
分辨率高 、 贴近实况的优势… 。 ］
收 稿 日期 ：２ １ — ３ ２ ；修 订 日期 ：０ ２ ０ — ７ ０ ２０ —３ ２ １— ４ ２ ．
基金项 目 ： 中国气象局气 象新技术推 广项 目（ 编号 ： Ｍ Ｔ ２ １ ０ ） ｃ Ａ Ｇ Ｏ ０ ２ 子项 目“ ＷＡ ｚ Ｓ Ｎ系统 Ｑ Ｅ和 Ｑ Ｆ Ｐ Ｐ 模块 在江西 的应用 和效 果检验 ”
０ 引 言
Ｓ Ｎ系统是一套 国家级灾 害性 天气短时临 ＷＡ
近 预 报业 务 系 统 。该 系统 利 用 雷 达 、 自动 站 、 卫
目前 国 内对 于 该 系统 各 类 产 品 的检 验 和改 进 工 作 还 比较 缺 少 。文 中针 对 该 系统 雷 达 定 量 降水 估 测
星和数值 预报模式 等资料 ， 重点对短 时强降水 和