变分回波跟踪算法及其在对流临近预报中的应用试验

论文摘要

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。

论文目录

• 1 引 言
• 2 变分回波跟踪算法、资料和质量控制
•   2.1 变分回波跟踪算法基本原理
•   2.2 资料说明
•   2.3 质量控制
•     2.3.1 资料质量控制——中值滤波
•     2.3.2 算法主要参数设置
• 3 临近预报对比试验
•   3.1 2017年7月7日强飑线过程
•   3.2 2016年8月12日副热带高压边缘型强降水过程
•   3.3 2018年8月11日强对流天气过程
•   3.4 2018年7月24日台风“安比”过程
• 4 定量检验
• 5 结论与讨论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 吴剑坤,陈明轩,秦睿,高峰,张宇,闫雪瑾,宋林烨

关键词: 临近预报,中值滤波,雷达回波,变分回波跟踪算法,交叉相关法

来源: 气象学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 北京城市气象研究院,广东海洋大学海洋与气象学院,河北省气象台

基金: 国家重点研发计划(2018YFC1507504,2018YFF0300102,2017YFC1502104),国家自然科学基金项目(41575050,41805034),北京市科技计划课题(Z171100004417008),中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(IUMKY201707)

分类号: P456.1

页码: 999-1014

总页数: 16

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