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提高新一代天气雷达在临近预报中准确率的探析

发布时间:2020-05-20所属分类:农业论文浏览:1

摘 要: 【摘要】本文结合新一代天气雷达应用特点,结合天气图、T图等资料,分析雷达冰雹概率、风暴追踪信息等,分析其精准率和应用价值。经过 2018 年 3 月 24 日某地区的局地强对流天气过程进行了全过程分析,结果表示短期时间内冰雹概率以及对流天气实况不能真实

  【摘要】本文结合新一代天气雷达应用特点,结合天气图、T图等资料,分析雷达冰雹概率、风暴追踪信息等,分析其精准率和应用价值。经过 2018 年 3 月 24 日某地区的局地强对流天气过程进行了全过程分析,结果表示短期时间内冰雹概率以及对流天气实况不能真实符合天气变化。分析原因,一方面雷达对风暴跟踪算法有差异,另一方面天气背景和短时六对流天气的局域性特点导致了其临近预报中考虑不全,这对提升地区天气强对流特点分析和提高预报精准率有重要参考价值。

提高新一代天气雷达在临近预报中准确率的探析

  【关键词】:新一代;天气雷达;临近预报;准确率

  随着我国气象监测技术不断发展,短时临近预报业务也成为了一项常见的气象监测活动,短期预报业务计算方式多,且提供的信息也越来越精细化和多元化。其中,新一代天气雷达有较强的适应性,在短期临近预报中发挥着重要的价值作用。本次研究现针对 2018 年 3 月 24 日四川省的局部地区强对流天气预报研究进行对比分析。阐述了冰雹指数、反射率因子、风暴追踪等信息产品判断短期天气预报的精准性。并在从基础上探讨了如何科学利用产品,提升生产预报精度的措施建议,先将其分析如下。

  1.天气环境分析

  资料显示,当日A地区受到高空小槽影响,B地区冷槽后部受到西北气流影响,湿度较好,且B地区东部地区Td小于5摄氏度。虽然存在西南风,但是水汽通道不通畅,导致监测点湿度环境不理想,对降水不利。且受到暖中心20摄氏度控制,B地区受到地面低压系统影响,监测点受到A/B 两地区的集中影响,呈现出高低空形式,处于下干冷,上暖湿润的层结构。对比Logp图分析,整个监测区域层十分干燥,且K指数为23摄氏度, CIN 值为1658.63J/kg ,层稳定。预报表示,未来12小时内不利于对流发展,且监测点东南部存在零星阵雨。

  2.新一代天气雷达监测分析

  对监测点进行新一代雷达监测分析,结合当地实际的天气情况进行研究,结合雷达产品的特殊算法计算出短时临近预报的针对性。

  经过基本反射率计算,本次对流会形成两次影响,进而影响本监测点区域内的东部乌拉特前旗区域。首先,第一次对流回波生成的时间在12:36左右,其在A区域周围形成带状回拨群,且会顺着对流回波先东南方向移动,在移动过程中的北侧和移动前方都有单体生成,在14:45分左右消散,预计耗时1小时,新生成3个单体,垂直剖面图表示55dBz的最强中心已经达到了10KM,均符合降雹指标,针对风暴单体的相关特征和时间趋势研究分析,其中对应的强冰雹和一般冰雹的降雹概率都达到了100%,且最大反射率因子也接近了60dBz,经过垂直累积液态含水量其也达到了40Kg/㎡,且结合自动站和实地调查研究,降水和降雹较为零星,约为0.1mm。对比二次对流回拨生成的对流单体,其表示WSR-88D降雹概率和强降率算法存在失误,在本地区存在一定误报率。

  3.风暴最终信息产品分析

  作为雷达和强天气预警的重要方式,风暴识别和追踪有较强的适应性和精准度。分析本次研究中的风暴追踪信息过程,在整个区域对流控制系统中,存在多个单体雷暴信息,且在雷达站方位60°-120°区域内有较大延展。风暴追踪产品在该区域内出现了11个风暴中心,其中有五个维持时间长,且在第一次风暴单体和第二次单体中有差异性特征的。针对雷达跟踪显示结果,风暴单体移动路径和预报路径多在体扫右侧,且在路径播报方面,要根据路径的初始位置和预报路径找到符合基本观测为支点。针对这种误差分析,可考虑多普勒天气雷达对风暴路径的影响,由于初始阶段中新生单体的经历时间短,且移动方式多是根据其他已经识别的单体平均位移位置来做判断,且在黄河南岸中有多个雷暴单体,其实际移动位置有偏东、偏南和东北位置差异。因此计算后约经过5个体扫信息后,风暴路径和实况才有一定变化,接近预测结果。

  研究可知,风暴位置体扫产生路径多是偏向前两个体扫时刻线右侧的,且可以观察图中的风暴单体,其中的路径和缓和曲率温和,这和预报路径存在偏差。约经过10个体扫处理后,风暴单体才发展到中期,此时风暴预报路径和实况采油一定接近。

  分析其误差,其主要存在于雷达和风暴追踪的算法SCIT法差异,6因此在今后计算时候,应当选用雷暴单体识别初期对风暴的控制和识别,进而确定风暴追踪信息特征,且还要结合其他天气治疗判断具体的位置和移动趋势,对于持续时间长的雷暴可以在其发展的中后期加强对其预报路径处理,优化其使用效果。

  4.对于提升新一代天气雷达报警率的措施建议

  天气雷达预警率的命中率 ( POD ) 和误警率( FAR )可以推导出来。 X 代表事件发生,并对其预先发出了警报的次数。 Y 代表事件发生,但没有预先发出警报的次数。 Z 代表事件没有发生但误发了预先警报的次数。 W 代表没有发出预先警报,同时事件也没有发生的次数 。命中率 POD 代表事件发生的总的次数中,发出警告的次数所占的比率如公式1所示。

  误发警报的次数越多, FAR 越大,结果越差,其最坏的可能值是 1 ; 误发警报的次数越少, FAR 越小,结果越好。 其最好的可能值是 0 。过多的报警会使得 POD 值较高, 但同时 FAR值也会高。 过少的警报会使得 FAR 值小,但又会导致较小的 POD 值。

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  5.结语

  综上所述,本次天气预报过程中,其新一代天气雷达预报存在失误,没有发布天气信息,主要原因有通过对天气背景分析,层结构不稳定,不利于本次对流发展预测分析。且雷暴单体风暴追踪中提出了100%的降雹概率,但是在实际的生产中并没有发生降雹天气,这表示算法在本地区预测中存在一定的误报率,需要收集相应的雷达资料信息,通过对一次过程的天气背景及雷达回波资料的分析,为监测强对流、提高预报预警的准确率,提供可参考依据。 进而进行本地化处理工作。

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