[发明专利]一种夏季飑线风自动识别和预警方法

说明书

一种夏季飑线风自动识别和预警方法，根据雷达资料场进行中尺度对流系统的自动识别与跟踪，利用满足飑线空间尺寸的中尺度对流系统的各种参数，计算满足飑线空间尺寸的中尺度对流系统识别参数的当前值，对中尺度对流系统识别参数设置多组不同的阈值及各组线性程度得分；设置飑线识别指标，自动识别该中尺度对流系统是否为飑线；识别过程中，利用识别参数当前值，基于主成分分析算法，确定最高线性程度得分对应的中尺度对流系统的关键识别参数，并用于调整阈值；提高飑线风的预报预警准确率、自动化水平和预报提前量，提高电网生产防灾减灾能力和应急抢修效率，最大限度降低飑线风对电网及电网设备造成的损失。

技术领域

本发明涉及气象预报技术领域，更具体地，涉及一种夏季飑线风自动识别和预警方法。

背景技术

飑线是产生灾害性大风的重要原因之一，生命史短，但突发性和破坏性强，常对工农业生产、交通运输和人民生活造成极大危害。

现有技术中，中国专利申请(CN106199606A)提出“一种基于雷达回波三维拼图的多阈值飑线识别方法”，利用风暴单体识别追踪算法对雷达回波强度三维拼图数据进行风暴单体自动识别，设定飑线识别所需参数的多组阈值形成多组参数方案进行飑线识别，若多组识别结果对应的线性得分有一个或多个高于设定分值，则将线性得分最高的识别结果作为飑线识别结果。以该专利申请为代表的现有技术，提高了飑线识别的准确率，为飑线大风预报提供了可靠的预警机制；但是该技术中，多参数方案中的各组阈值是人为固定设置的，虽然能够反映出飑线系统从弱到强再到弱的发展阶段，但是无法根据当前体扫回波的参数值进行阈值的实时调整，因此对于飑线系统的强、弱态势跟随程度较低，会出现飑线预警等级的误判；此外，对于多个线风暴组成的飑线，在线性程度上相差不大，需要延续同一组参数进行识别，以便于飑线分裂合并具有连续性，因此对于设置的阈值需要进行实时调整和优化。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种夏季飑线风自动识别和预警方法，实现飑线多阈值的实时调整，提供识别系统对飑线系统的强、弱态势的跟随程度，避免出现飑线预警等级的误判。

本发明采用如下的技术方案。

一种夏季飑线风自动识别和预警方法的步骤如下：

步骤1，当前体扫时，获取各个雷达站点的雷达基数据，形成雷达资料场；

步骤2，基于卷积算法以及最小价值函数法，根据雷达资料场进行中尺度对流系统的自动识别与跟踪；

步骤3，在当前体扫下，采集雷达回波；

步骤4，根据拟合椭圆长轴和长宽比设计动态模板，对当前体扫雷达回波进行自动识别；利用满足飑线空间尺寸的中尺度对流系统的各种参数，计算满足飑线空间尺寸的中尺度对流系统识别参数的当前值；

步骤5，对中尺度对流系统识别参数设置多组不同的阈值；采用线性程度函数法，分别获得中尺度对流系统识别参数的当前数值对第i组阈值的第i组线性程度得分V_i；设置飑线识别指标，自动识别该中尺度对流系统是否为飑线；识别过程中，利用识别参数当前值，基于主成分分析算法，确定最高线性程度得分对应的中尺度对流系统的关键识别参数，并用于调整阈值；

步骤6，对识别出的飑线，采用加密自动站风场资料，对飑线进行分级预警。

优选地，步骤2包括：

步骤2.1，基于卷积算法，对雷达资料场进行平滑处理；

步骤2.2，在得到的卷积资料场中，识别层云和对流云，并将落在同一层云范围之内的对流云归为一个对流系统，

步骤2.3，识别并记录对流系统的长轴、持续时间以及长宽比；从所记录的参数中筛选出中尺度对流系统；

步骤2.4，采用最小价值函数法匹配所识别出的中尺度对流系统，在排除错误匹配后，实现跟踪。