基于雷达回波区域跟踪算法的临近预报技术进展
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中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(IUMKY201707)、公益性行业(气象)科研专项(GYHY201506004)资助


Advances in Nowcasting Techniques Based on Radar Echo Area Tracking Algorithm
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    摘要:

    目前,临近预报技术主要包括外推技术、数值预报技术以及概念模型预报技术等。而业务上主流的临近预报技术以外推为主,主要以雷达资料为基础,采用雷达回波单体质心跟踪算法或雷达回波区域跟踪算法,得到雷达回波以及降水的临近外推预报。本文详细介绍了3种基于雷达回波区域跟踪算法(交叉相关回波跟踪算法、光流法和变分回波跟踪算法)的临近预报技术的国内外研究进展和基本原理。大量的研究和业务实践结果表明,雷达回波区域跟踪算法作为临近预报专家系统的核心部分,在对流天气临近预报方面有较好的可预报性,在临近预报业务时效内,外推预报结果和实况接近,优于数值模式预报。而通过对算法的不断改进,可以提升各临近预报专家系统在临近预报方面的性能。随着天气雷达技术的不断进步,天气雷达在硬件和软件两方面都逐步改进,雷达资料的数据质量明显提高,在对流天气临近预报上,基于雷达回波的区域跟踪技术会凸显其明显优势。

    Abstract:

    Nowadays,main nowcasting techniques comprise three aspects: extrapolation forecast, numerical model forecast,and knowledgebased forecast technique. The mainstream nowcasting technique is still extrapolation forecast,which is mainly based on radar data, and use the radar echo cell tracking algorithm or radar echo area tracking algorithm to obtain the extrapolation nowcasting of precipitation echoes and rainfall. In this paper, the advances in researches and the basic principles on the three radar echo area tracking algorithms (Tracking Radar Echoes by Correlation, Optical Flow, and Variational Echo Tracker) are introduced. Based on scientific researches and operational practices,the radar echo area tracking algorithm, which is a key part of nowcasting expert system,preferably has predictability in convective weather nowcasting, and the extrapolation prediction is more closer to observation than numerical model prediction. With the continuous improvement of the algorithms, the predictability in convective weather nowcasting for all nowcasting expert systems increased. With the development of weather radar technique on both hardware and software, the quality of radar data is gradually improved. In convective weather nowcasting, the nowcasting techniques based on radar echo area tracking algorithm will highlight their obvious advantages.

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    引证文献
引用本文

吴剑坤,陈明轩.基于雷达回波区域跟踪算法的临近预报技术进展[J].气象科技,2018,46(5):899~909

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  • 收稿日期:2017-09-22
  • 定稿日期:2017-12-13
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  • 在线发布日期: 2018-10-31
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