自适应尺度的雷达回波交叉相关跟踪算法研究

提出了一种能够自动选取跟踪单元大小的雷达回波交叉相关跟踪外推算法(ATREC).ATREC方法通过雷达回波的边界识别,得到不同尺度的雷达回波的特征运动信息,再不断地内部分化,得到不同次级尺度的内部运动信息,将特征尺度的特征运动场和次级尺度的内部运动场进行合成,最后得到外推的运动矢量场.ATREC方法可以在回波总体运动场...     

武威市冰雹灾害气候特征及短时临近预报

冰雹天气是武威市多发的灾害天气之一。利用1961—2010年武威市5个气象站冰雹资料,采用统计学方法分析武威市冰雹天气的时空分布特征及变化趋势;选取1991—2010年5—9月武威市逐日NCEP再分析资料,对冰雹天气进行诊断分析并进行短时临近预报。结果表明:武威市冰雹有明显的地域特征,南部天祝山区冰雹日数远多于其他地区,占武威市冰雹总日数的76.1%。武威市逐年代及年冰雹日数总体呈减少的趋势,6—8月是冰雹的高发期,冰雹日数占全年冰雹总日数的80.2%。冰雹的日变化明显,11—19时为冰雹多发时段,集中发生时段为13—16时,冰雹的平均持续时间为10 min。结合当地实际可知,影响武威市的冰雹云大部分是由天祝县境内生成发展或从青海省移动来的。依据气流的南北配置将发生冰雹的环流形势分为3大类,分别为西北气流型、西南气流型和西风气流型。采用相关系数、经验预报和最大靠近原则等诊断分析方法,确定各类型冰雹的预报指标和阈值。诊断模式为冰雹的预报预警提供了客观有效的指导产品。     

基于机器学习技术的黄山风景区及周围雷电临近预报方法

为探究影响山岳型景区雷电发展的关键因素,实时掌握黄山风景区及周围雷电发展趋势,采用多普勒天气雷达、气象探空、闪电定位等多种监测数据,根据雷电发生基本物理原理,从系统强度、旺盛程度和移动趋势3个方面提取雷达回波特征作为关键预报因子,基于多种机器学习算法建立了雷电临近预报模型,结果表明:随机森林(RF)、逻辑回归(LR)、K-临近(KNN)、贝叶斯(GNB)、支持向量机(SVM)5种机器学习算法均对雷电具有一定临近预报能力,RF的TS最高,SVM漏报率最低,LR空报率最低;在RF算法中雷暴系统强度和发展旺盛程度两类因子起主要作用,其中作用最大的是雷暴系统强度中-20℃层高度雷达基本反射率,其次是0℃层以上回波厚度。     

多普勒雷达径向散度与强对流回波变化特征分析

运用多普勒雷达的径向速度资料,采用极坐标散度差分公式计算对流回波单体的径向散度值,利用回波辐合总量及辐合中心值与反射率因子、垂直累积液态含水量及中心值进行对比分析。结果表明：回波的强中心与低层径向辐合中心对应;低层径向辐合有利于回波维持或加强;径向辐合中心值的变化对未来回波强度变化有一定的指示意义,对于强对流回波的指示意义更为明显。经过对两次冰雹天气过程的应用检验,结果证明,低层径向辐合对强对流灾害性天气的临近预报有一定的指导作用。     

U-Net模型在京津冀临近降水预报中的应用和检验评估

利用2018—2019年期间10 min定量降水估计(Quantitative Precipitation Estimation, QPE)实况观测,构建基于U-Net的分钟级临近降水预报模型,实现了京津冀地区未来0～2 h逐10 min降水量滚动预报。以TS、BIAS、POD、SR、FAR作为评价指标,通过检验2020和2021年6—9月长序列以及分析2020年8月12日和2021年7月1日两次强降水个例,表明U-Net模型预报接近实况,局部伴随着一定程度的空报,相较光流法、持续性预报及CMA-MESO模式预报效果有明显提升。具体表现为：当分钟级降水预报不超过10 mm/(10 min)时,U-Net模型明显优于光流法和持续性预报;当小时预报不超过25 mm·h^-1,U-Net模型优于CMA-MESO模式和光流法。然而,当降水强度超过10 mm/(10 min)或25 mm·h^-1时,U-Net模型存在预报偏弱的情况,可能与强降水样本较少有关。     

垂直积分液态水含量在地面大风预报中的应用

利用天津塘沽的CINRAD-SA型新一代多普勒雷达体扫描垂直积分液态水含量(VIL)产品资料,结合地面大风灾情报告和实况资料,对地面灾害性大风出现前VIL值的演变、发展情况进行了统计分析。结果表明:VIL值达到30kg/m2是地面灾害性大风出现的阈值,VIL值达到或超过40kg/m2则可以看作是大风的一个预警指标;VIL值达到最大后的快速减小意味着将出现地面灾害性大风,VIL值快速减小后的突然跃增则是地面灾害性大风开始的标志。应用评分系统命中率、误警率、临界成功指数检验了上述预警指标,结果表明VIL产品预警地面灾害性大风是可用的,而且随时间调整阈值大小,可以大大提高地面灾害性大风预警的命中率和临界成功指数;地面灾害大风出现前预报员有12～18min的时间用于发布短时、临界大风天气预报和大风预警。     

雷电天气短时临近预警报系统

用1996～2005年Micaps系统高空、地面报文资料和福建省地面气象观测站的雷暴实况资料,分析福建雷暴气候特征、雷暴天气系统类型;从产生雷暴天气的物理条件,统计分析得出福建雷暴天气的物理预报因子及不同季节的预报指标;用2003～2005年龙岩市雷暴实况资料和龙岩新一代多普勒天气雷达产品CR及ET资料,统计得到不同季节产生雷暴天气的龙岩新一代多普勒天气雷达产品预报指标.研制福建0～12h雷电天气预警及龙岩市0～1h雷电天气短时临近预报系统.     

多普勒天气雷达短时预报技术研究进展

简要介绍了短时预报技术的一些概念和基本内容,并就国内外基于多普勒天气雷达的短时预报技术开发进展情况,从临近外推预报和短时数值预报两方面详细叙述了包括雷达资料控制、灾害性天气预警预测、雷达资料同化等技术研究的最新动态。     

超折射回波自动探测算法在临近预报中的应用

本文介绍了一种对雷达基资料进行处理的超折射回波自动探测算法,该算法针对超折射回波的特征,利用多普勒径向速度中值、反射率因子水平突变率和反射率因子垂直梯度,在雷达体扫描最底层PPI上逐库处理,以识别超折射回波.在北京奥运会天气预报示范项目测试期间,超折射回波自动探测算法在"葡萄-雨燕"临近预报系统中得到应用,结果表明:该算法能够剔除天津雷达探测到的大量的超折射回波,尤其是反射率因子水平突变率参数和反射率因子垂直梯度能够有效的分离出与降水回波混合在一起的超折射回波;进而,在定量降水产品中运用该算法的处理结果,可以明显的改善其精度.     

江西省飞机人工增雨作业临近预报系统

分析了飞机人工增雨作的临近预报产品需求,探讨了能够满足相关需求的探空资料和雷达数据分析方法,通过分析计算可以得到特定高度层上的饱和度等参量以及回波特征,并发现这些特征量对飞机人工增雨作业具有很好的指导作用。以制作和建立飞机人工增雨作业临近预报业务流程,提供临近预报和服务产品为目的,介绍了江西省相关业务的进展情况,重点探讨了预报制作过程中绘图和文档制作的程序实现方法。