基于二维高斯核密度方法的多空间尺度地闪密度推算

论文摘要

为解决用闪电定位资料提取高分辨率闪电密度的难题,本文提出利用核密度方法建立闪电定位的二维高斯概率密度函数分布,从中获取不同空间尺度下的闪电密度分布。方法上,首先矢量化定位偏差,用矢量均一法推算单个闪击点处的二维高斯概率密度函数的信度椭圆区域的长短轴半径及旋转角参数。这样,能在空间上叠加多个闪击点的二维高斯密度函数分布的概率密度值,形成一个连续的可体现闪击概率的地闪密度分布形态区域,即可从中提取任意点的地闪密度。使用ADTD在2008年至2016年期间探测的北京地区闪电定位资料,做了地闪定位点的信度椭圆生成算法运用及对应的地闪密度分析。发现ADTD在北京地区的地闪定位精度最大偏差为3.39 km之间,平均精度为0.758 km。用核密度方法提取出的1 km、100 m及10 m分辨率的地闪密度在总体分布上仍然显示出东北部的密云及西南部的房山拒马河地区较大。用核函数方法推算的地闪密度与克里金及反距离权重法插值结果做了比对,发现算法结果体出一定的连续性、可区划及分化特征,可明显削弱常规插值算法导致的数值结果离散及不确定性。算法在效果上体现出空间分辨率越高,结果越细致,平滑程度及结果的合理性也较为理想,可用于精细化应用。研究个例用核密度方法提取出的细小尺度地闪密度做了精细化雷电灾害风险评估,发现评估结果平滑,其形态及数值特征贴近自然风险状况。

论文目录

• 1 资料
• 2 闪电定位偏移参数估算方法
• 3 利用核密度方法的地闪密度提取方法应用实例
•   3.1 定位精度统计
•   3.2 用核密度方法推算的不同空间尺度下的北京地区地闪密度及与其它经典插值结果的对比
•     （1）不同空间尺度下的表现
•     （2）与克里金及反距离权重法（IDW）的插值结果对比
•   3.3 在高分辨率雷电灾害风险评估中的应用实例
• 4 总结

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 扈海波,张西雅,王瑛

关键词: 地闪密度,核密度,闪电定位系统

来源: 自然灾害学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学

专业: 气象学

单位: 北京城市气象研究院,北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室

基金: 中国气象局气候变化专项,北京师范大学重点实验室项目(2017-KF-23)~~

分类号: P427.3;P412

DOI: 10.13577/j.jnd.2019.0519

页码: 172-180

总页数: 9

文件大小: 1106K

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