新一代天气雷达在临近预报和灾害性天气警报中的应用

利用新一代天气雷达制作临近天气预报和灾害性天气警报,必须从天气雷达观测入手.需根据临近预报和灾害性天气警报需求制定观测方法.不同预报对象,要采取不同的雷达资料的数据处理方法,以便突出预报对象的回波特征.制作临近预报和灾害性天气警报的主要依据是雷达回波分析,掌握回波演变的全过程是雷达回波分析的基础,根据回波特征判断识别影响本地区的天气系统,通过回波分析判断回波的未来发展趋势.为了从回波上识别灾害性天气,需要建立各种灾害性天气的识别判据和方法.预报的主要方法是外推法,但预报结果还需要预报员根据预报经验最后作出预报结论.为了做好临近预报和灾害性天气警报,建立预报流程是非常重要的.     

基于雷达回波区域跟踪算法的临近预报技术进展

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。     

贵州省天气雷达人工数字化拼图和定量测量降水系统

本文介绍了贵州省天气雷达回波人工数字化拼图、层状云回波Z-I关系式和雨强分布图以及计算机处理等技术。应用这些技术可将全省天气雷达探测到的回波信息快速集中,经微机处理后,输出具有一定定量测量降水和预报强对流天气的实况资料和预报产品。     

山东省强对流天气雷达回波气候特征

通过对７１３天气雷达观测资料的统计分析,揭示了山东４￣８月份强对流天气回波时空分布、产生源地、移动路径及回波参数指标等雷达回波气候特征,对强对流天气短时预报具有指导作用。     

绥化市2009年7月8日冰雹天气分析

本文利用Micaps2.0常规天气资料、FY-2红外卫星云图、数值预报产品以及雷达回波资料进行分析,从大尺度环流特征、雷达回波特征等方面入手,对2009年7月8日绥化地区发生的区域性冰雹天气进行天气学诊断分析,找出区域性冰雹的预报着眼点,以提高冰雹天气的预报水平。     

德州冰雹云雷达回波特征统计

通过对711天气雷达观测资料的统计分析,揭示了德州4～9月份冰雹云回波的时空分布、产生源地、移动路径及回波能数指标等雷达回波气候特征,对冰雹天气短时预报具有参考作用。     

一次冰雹天气过程的雷达回波分析

从天气背景、雷达回波演变特征的角度分析2003年4月13日的冰雹天气过程,并利用单站资料和雷达回波进行冰雹天气短时预报做出总结.     

一次暴雨过程的新一代天气雷达回波分析

利用新一代天气雷达对2006年8月10日暴雨的雷达回波资料进行分析,得出了影响龙江、齐齐哈尔、泰来等不同的雷达回波特征。分析了暴雨过程中的低空强风区、逆风区的雷达回波特征,通过对它们的识别,为暴雨的临近预报提供预报依据。     

一次冰雹天气过程的雷达回波分析

从天气背景、雷达回波演变特征的角度分析2003年4月13日的冰雹天气过程，并利用单站资料和雷达回波进行冰雹天气短时预报做出总结。     

变分回波跟踪算法及其在对流临近预报中的应用试验

目前业务上0—1 h对流天气临近预报仍旧以客观外推为主,采用不同外推算法,得到雷达回波以及降水的外推临近预报。以业务应用为目标,开展了变分回波跟踪算法在强对流天气临近预报中的应用研究。利用京津冀地区的8部新一代多普勒天气雷达逐6 min雷达组网拼图资料,选取2016—2018年夏季发生在京津冀地区的18个典型对流个例,开展变分回波跟踪算法和交叉相关法的0—1 h临近预报对比试验及检验评估。与传统的交叉相关法相比,变分回波跟踪算法采用变分技术求解雷达回波运动矢量场,在计算中使用两个严格的约束条件,运用迭代法进行求解,其得到的运动矢量场更为准确。结果表明,变分回波跟踪算法优于传统的交叉相关法,得到的30、60 min内雷达回波的形状、位置及强度的外推预报和实况更接近,定量检验评分更高:（1）京津冀地区4次典型对流天气过程临近预报对比试验表明,和交叉相关法相比,变分回波跟踪算法可以更好地预报出未来1 h内雷达回波的位置、形态和强度。（2）通过对18个典型对流个例定量检验,发现当雷达回波强度阈值为35和45 dBz时,无论是30或是60 min外推预报,变分回波跟踪算法的命中率（POD）和临界成功指数（CSI）都明显高于交叉相关法,且虚警率（FAR）更低;分天气类型定量检验发现,绝大多数天气类型,变分回波跟踪算法外推预报效果优于交叉相关法。      

渭北一次强对流天气预报解析

分析2007年7月12日下午在铜川、澄城等地发生的强对流天气,试图寻找渭北强对流天气的预报着眼点;分别从天气学、物理量诊断、卫星云图和新一代天气雷达图像等方面分析,总结预报失败的原因。结果表明：利用新一代雷达的反射率、基本速度与垂直累积含水量、回波顶等产品,可以提前0．5h以上预报预警渭北强对流天气,其中垂直累积含水量大于50kg／m^2、回波顶高大于12km对预警渭北强对流天气最有指示性。     

基于雷达回波最大重叠率的一种临近降水预报方法

基于天气雷达的临近降水预报是雷达短时预报业务系统的重要组成部分,本文在回顾雷达临近降水预报技术发展的基础上,充分考虑新一代天气雷达高时间、空间分辨率的优点,提出两个相邻时刻雷达回波具有最大重叠率的移向、移速是与降水系统整体的移向、移速密切相关的论点,再用此移向、移速对当前雷达回波进行平移,最后采用九点平均的回波生消模型...     

2009年9月2日包头市强对流灾害性天气雷达回波特征分析

通过对强雹暴灾害性天气雷达回波形状、有界区域的分析,发现强雹暴云团雷达回波,具有强降水超级单体的特征,加强超级单体、飑线风暴等强对流天气的分析研究,对做好强对流天气的预报、预警,具有重要意义。     

交叉相关算法在强对流天气临近预报中的应用

利用"雨燕"临近预报系统的雷达回波外推算法,对三次强对流个例的3 km CAPPI反射率因子、回波顶和垂直累积液态含水量进行0～1小时外推预测,将预测结果和组合阈值比较进行强对流天气预警区域预报试验。资料来源于CINRAD-SB雷达基数据经RPG算法处理得到的雷达产品数据。所用的方法是在扩展后的交叉相关追踪算法基础上实现雷达回波移动预测。试验结果表明:3 km CAPPI反射率因子、回波顶和垂直累积液态含水量雷达产品与实况有较好的吻合,能较好地预报出回波的形状、变化趋势和移动方向,回波的范围、位置和强度中心与实况相似,外推时间越短,预报效果越好。交叉相关追踪算法外推得到的雷达回波结果在0～1 h内是可用的;外推预测结果经过组合阈值的过滤后,得出的强对流天气预警区域预警结果也是可行的,对强对流天气临近预报有一定指示意义。     

天气雷达回波人工数字化拼图技术

本文介绍了拼图网格的设计、雷达观测报码的编制方法以及雷达回波拼图的计算机处理等。指出应用这种拼图技术制作雷达回波综合图,可充分地利用713型雷达定量探测的降水回波信息,是气象、航空、水利等部门警戒和预报强对流天气和暴雨的有力工具。     

713雷达灾害性天气监测预报系统

利用１９８４ ～１９９７ 年４ ～９ 月驻马店地区雷达探测资料,结合同期高空图、传真图、卫星云图资料,根据不同天气系统下雷达回波的移动规律,采用 Ｆｏｘ Ｂ Ａ Ｓ Ｅ＋ ２ ．１０ 语言在计算机上开发建立了７１３ 雷达灾害性天气监测预报系统。该系统可将实时的雷达回波资料处理后,通过地县计算机网络下传雷达回波信息与短时预报。     

交叉相关算法在哈尔滨机场雷暴临近预报中的应用

本文主要介绍了哈尔滨机场雷暴预报系统之临近预报方法.该方法利用交叉相关算法,通过分析天气雷达回波在连续时次的空间最优相关,计算雷达回波移动矢量特征,根据移动矢量特征推算未来0～1 h回波状况,发布强对流天气临近预报.试验表明,该方法预测的回波状况与实际接近,这对提高强对流天气临近预报效率,保障飞行安全、提高航班正常率,具有较高的应用价值.     

一次罕见的冬季雷暴天气成因分析

利用天气图和哈尔滨多普勒雷达资料,详细分析了在初冬哈尔滨及周边地区一次雷暴天气的背景场、雷达回波演变过程和回波特征,对雷暴天气成因及临近预报方法进行了初步探讨。     

一次华北平原大雾天气CINRAD/SA雷达超折射回波的射线追踪分析

为准确分析和识别超折射雷达回波,发挥多普勒天气雷达效益,利用石家庄CINRAD/SA型多普勒天气雷达资料,结合探空实况对2005年11月19—21日华北平原大雾天气过程的超折射回波进行了射线追踪分析。结果表明:华北平原大雾天气有利于大气波导的形成,产生3层模式超折射回波。超折射回波使得雷达的目标视位置与实际位置产生偏差,特别是对雷达测高影响较大。超折射回波一般出现在大雾天气的发展和维持过程中,为进行雷达空间定位和华北平原大雾天气的监测、预报提供新的技术手段和科学依据。     

灵璧强龙卷个例的多普勒天气雷达分析

本文利用阜阳CINRAD/SA型新一代多普勒天气雷达的基本产品和部分导出产品等综合分析了2005年7月30日下午发生在灵壁县境内的一次强龙卷天气过程,分析了导致这次强对流天气的环流背景和多普勒天气雷达回波特征,发现该过程是由一个超级单体产生的。通过对阜阳和徐州雷达资料的对比分析,揭示了产生强龙卷天气的龙卷涡旋特征和垂直累积液态水的规律,总结出应用新一代多普勒天气雷达回波资料做临近预报的一些经验,为0~2 h局地强对流天气的临近预报提供了依据。