改进的SCIT算法在人工防雹作业中的应用分析

基于新一代天气雷达三维组网产品,利用改进后的对流风暴跟踪(SCIT)算法,对2013年3月22日发生在江西省北部地区的一次降雹天气过程进行冰雹回波识别和跟踪分析。选用能反映冰雹云特征的6个基于雷达反射率三维拼图的人工防雹作业指标,借助经验阈值形成人工防雹作业条件的模糊逻辑判断方法。以地面降雹实况记录为检验标准,对改进后的SCIT算法的识别结果进行检验。结果表明,改进后的SCIT算法共识别出可实施人工作业的冰雹云对流单体4个,不仅多于观测到的地面降雹站点数(3个),也多于未改进的SCIT算法识别出的冰雹云回波单体数,且识别出的位置与实况完全一致,表明应用改进后的SCIT算法有助于增强人工防雹作业的准确率。     

新一代天气雷达三维组网产品在人工防雹的应用

基于冰雹云的雷达三维拼图反射率分布形态特征,提出在人工影响防雹作业中识别冰雹云的6个候选指标,分别是组合反射率、云回波顶高、最大反射率回波顶高、垂直累积液态水含量、垂直累积液态水含量密度以及垂直累积液态水含量跃增值。基于新一代天气雷达组网数据应用风暴跟踪(SCIT)算法实现风暴跟踪并计算部分指标,形成模糊逻辑判断方法,确定防雹作业区域。结果表明,应用该方法对北京、江西的多个降雹个例进行三维风暴单体的冰雹云识别试验,对比地面降雹观测数据,计算多个个例模拟命中率77%,误报率26%,空报率22%。考虑组合反射率三维形态分布特征的模糊逻辑法可以较好地识别大部分可作业冰雹云,跟踪模拟效果较好,有利于在人工影响防雹作业中的有效应用。     

人工防雹作业技术的研究

介绍了防雹作业中冰雹云的预报、识别的几种方法，并对冰雹云的作业部位、作业时机、催化剂量等进行了研究。     

大连市人工防雹决策指挥系统

利用大连历史气象资料,系统地分析并建立了防雹作业预警和决策判别指标体系,归纳了防雹概念模型,借鉴最新防雹技术理论、科研成果和作业实践对防雹作业技术方案进行了科学设计和研究。在MICAPS平台基础上,采用新一代天气雷达先进的开发技术,综合集成了雷达探测、卫星遥感、气象探空、地理信息、闪电定位,以及人工防雹最新研究等综合技术,研发出适合大连地区特点的具有防雹作业预警、雹云识别、作业决策判别、作业方案确定、实时效果分析等功能全、自动化程度高、操作简便、科学实用的市级人工防雹决策指挥系统。该系统建成后可投入防雹作业业务使用,且标准化的软件编程也便于系统推广应用。     

火箭作业技术在防雹作业中的应用

重点介绍了利用人工影响天气火箭作业的技术特点,在进行防雹作业时,火箭作业点的布设、弹型的选择、防雹作业时机的把握和用弹量估算.     

河南省人工防雹作业指挥系统研发及应用

利用河南省历史气象资料,结合先进的防雹理论与技术,系统分析和总结了河南省冰雹过程的天气尺度与中尺度概念模型,并根据三维冰雹云数值模式及雷达探测、闪电定位、卫星、自动站数据,研发出河南省人工防雹作业指挥系统。该系统包括天气形势分析子系统和作业决策指挥子系统。天气形势分析子系统可根据大尺度形势背景、中尺度系统特征及三维冰雹云数值模式和卫星、闪电、自动站资料,对可能降雹区进行预测。作业决策指挥子系统通过对雷达数据产品的二次开发,完成雷达资料处理、产品生成及风暴自动识别、分类、预警,并根据参数的变化和雹云的移动方向,对下游作业区进行预警及输出作业方案。整个系统基于VS2005开发平台,使用c++开发语言,利用图层分层管理将地理信息、雷达实时观测资料、雷达二次产品、高空资料、火箭和高炮作业点等信息分层显示。系统自动化程度高,操作简便,为河南省冰雹天气预报预警提供了可参考的技术指标体系。     

一次人工防雹作业效益浅析

人工防范是我县农业防灾夺取农业丰收的重要措施之一，在各级领导特别是在当地县委县政府的高度重视下，在州人影办的大力支持和直接指导下，我县人影办及全体参加入工防雹的气象员、民兵从每年3～6月进行人工防范，他门不辞辛苦，昼夜坚守岗位，密切监视云天演变。在此段时期，有效地防止了冰雹，保护工农业生产及人民生命财产的危害，取得明显的社会效益和经济效益。人工防雹深受灾区群众和各级政府的好评。现将1997年4月22日影响较大的一次作业效益分析如下。1天气形势及高炮作业情况1．1天气形势，4月22日，500hPa在武部、成都、宜昌以…     

青海省高炮人工防雹作业及指挥技术方案

在方案中较系统地总结了本省人工防雹作业及指挥中涉及到的天气气候特征、作业指挥方法、监测指标以及作业实施方案，对本省人工防雹作业及指挥的系统化、科学化、规范化有一定的指导意义。     

人工防雹作业浅析

1引言人工防雹[1],是对将要降雹的冰雹云施加人工影响,以减少和避免冰雹灾害。目前,人工防雹作业在理论和实践上都取得了很大的进展,积累了宝贵的经验,成为群众所愿意接受的减灾手段,受到各地有关部门的大力支持。防雹作业后,冰雹的密度、质量、个体减小,减轻了雹灾程度。冰雹云内存在着雷电和强大的升降气流,给观测和试验研究带来了困难,人工防雹至今仍处于试验研究阶段[4]。随着科学技术的发展,人们对雹云认识的深入,人工防雹工作必将为人类作出更大的贡献。2冰雹的预报冰雹预报有下面几种主要方法。有天气图方法、点聚图、T-LnP图及高…     

试论人工防雹作业

本文对人工防雹作业中冰雹云的识别和不同雹云采用不同的作业方法从理论上进行了初步探讨。     

新一代天气雷达冰雹探测算法及在业务中的应用

利用新一代多普勒雷达资料,基于美国NEXRAD的新一代冰雹探测算法的主要思路,编写了冰雹算法的程序,利用该程序对16次观测到的冰雹个例进行了分析。结果表明冰雹探测算法对冰雹有比较好的识别能力,并且,针对误报率比较高的现象提出了解决的方法。     

风暴单体识别与跟踪(SCIT)算法评估

利用兴义新一代多普勒天气雷达复合体扫资料及WSR-88D提供的风暴单体识别与跟踪(SCIT)算法对2007-2008年发生在贵州省黔西南地区的40次天气过程个例进行验证、分析,分别从单体识别、单体跟踪评估、单体位置预报、单体算法评估效果与季节关系分析、单体算法评估效果与距离关系分析、冰雹暴雨评估对比分析6个方面进行评估、分析。在充分考虑了当地地理环境、气候背景的前提下对算法评估不太理想的情况进行了误差分析,并进行了算法补偿,提出了解决的办法,一是降低识别阈值,将SCIT的7个反射率阈值降低一个等级,二是提取反射率因子垂直梯度,用上述两个改进方法对2007-2008年的40次天气过程重新进行评估,并与算法改进前的评估效果进行对比检验,结果表明,算法改进后评估效果有所提高。     

防雹决策指挥系统在防雹作业中的应用

大连市人工防雹决策指挥系统在大连的人影业务运行中取得了较好的应用效果。通过例举2012年6月7日的一次降雹天气过程,介绍了系统业务功能以及实时指挥防雹作业的技术流程,再现了系统对雹云初始回波、雹云类型的自动判别,以及作业预警、决策和作业方案量化输出等技术环节和实时科学作业指挥过程。通过系统运行和科学作业指挥,有效地抑制了雹云的发展,同时避免了盲目作业带来的炮弹的损失和浪费,起到了防雹和增雨的综合效果。目前该系统已实现业务化运行。     

兰州市冰雹预报方法研究及系统介绍

采用近10a5～9月天气资料为样本,结合兰州地形、地貌、地理位置以及兰州冰雹时空分布、天气气候等特点,应用高空、地面、数值预报产品,以区域内任一点的冰雹为预报对象,以24h不漏报为原则,以自动和人机交互结合的方式进行消空条件、入型条件、启动系统、冰雹有无的判别,制作了兰州冰雹天气的短期(短时)预报工具,主要侧重于为人工消雹作业提供预警、预报信息。2004年5月业务试运行中,成功预报2次局地小冰雹,准确率达67％。     

Y值分布图及其在人工防雹中的应用

介绍了欧洲识别冰雹云的Y模式、Y值分布图以及区域降雹分布图的绘制。结合玛纳斯河流域一次强降雹过程的观测资料,研究和探讨了利用Y值分布图或区域降雹分布图,在识别雹云、指挥防雹作业、评估防雹效果以及研究雹云的降雹特征等方面的应用。     

临近预报系统(SWIFT)中风暴产品的设计及应用

介绍了临近预报系统"SWIFT"(Severe Weather Integrated Forecasting Tools)中的风暴产品的设计,包括风暴识别、风暴追踪和风暴预报。在识别风暴时,采用了多反射率因子阈值、特征核抽取和相近单体处理技术,并保留远距离上的强的2D风暴,该方法在面对成串或成簇多单体时,能够分离多个单体核,并准确定位。在风暴追踪和预报算法中,对当前时刻识别出来的风暴,利用匹配方案,将其与前1时刻的风暴建立对应关系,追寻历史轨迹,匹配方案是在空间位置相关的前提下,按照相似原则进行;风暴预报采用TREC(Tracking Radar Echoes by Correlation)技术获取的移动矢量场进行外推,提供未来1小时内的风暴移动位置。在北京奥运会天气预报示范项目(Forecast Demonstration Project,简称FDP)第二次测试期间,该风暴产品得到应用。分析表明:在预报时效为30分钟时,风暴产品在X轴和Y轴上的平均绝对误差为7.1和6.2 km,样本数为3891个;随着预报时效的增加,风暴产品的平均绝对误差增大,且在经向上的误差略大于纬向上;在径向上,风暴产品的预报出现了系统性的偏慢,而在纬向上,预报出现了系统性的偏快。     

多普勒雷达特征参数在人工防雹决策中的应用

对大连地区2003—2008年多普勒雷达观测到的37个冰雹和强雷雨个例雷达体扫资料进行PUP软件计算和处理,得到了每个个例雷达回波强度、回波顶高、30 dBz强回波中心高度、强回波顶高和垂直积分液态水含量几个主要雷达参数值、以及各参数随时间的变化特征,总结了冰雹云识别的雷达技术指标模型;根据大连地区降雹特点,将冰雹云分为强(超级单体)雹云、多单体雹云和单体雹云三类,总结了冰雹云类型判别的雷达指标(即防雹作业决策指标)。     

CINRAD/SA雷达风暴趋势产品在冰雹和大风预警中的应用

利用济南cINRAD／SA雷达探测资料,对2005-2006年3次发生在山东境内的强天气过程的风暴单体演变趋势进行了分析。结果表明,在地面出现冰雹前,部分强单体具有基于单体的垂直累积液态水含量（C—VIL）和单体强中心高度同步增长现象;在地面出现大风前,部分强单体具有C-VIL和单体强中心高度同步下降现象;同步增长现象的特征表现为强中心高度增加到6km以上,C—VIL至少增加18kg·m^-2,冰雹预测时间提前量在7～20min之间;同步下降现象的特征表现为强中心高度下降2km以上,C—VIL至少减少10kg·m^-2,大风预测时间提前量在0～9min之间。     

临沂冰雹发生规律及预警技术研究

利用常规观测资料和多普勒雷达探测资料,对临沂地区冰雹的时空分布特征、冰雹天气的预警参数和指标进行分析研究。结果表明:20世纪60-80年代是临沂冰雹高发期,90年代后明显减少,下降趋势十分明显。5-6月是临沂降雹最集中的时段。山地和丘陵地区降雹频次明显比平原地区的高。发生冰雹天气与环境参数有密切关系,出现大冰雹过程要求更为适宜的0℃层高度,在强垂直风切变环境下出现大冰雹的可能性更大。大部分地面开始降雹都是在C-VIL跃增后2~3个体扫和强反射率因子核心快速下降之时,这两个特征在冰雹预报预警工作中有一定的参考价值,对于冰雹预警的发布具有10~20 min的时间提前量。强回波中心最大值及其所在高度和有界弱回波区BWER或弱回波区WER的范围等都是判断降雹潜势的关键指标。季节性的预警指标在实际业务工作中有一定的参考价值,能够有效提高冰雹预警的准确率。