[发明专利]一种雷暴大风预警方法、系统、设备及终端

说明书

本发明属于临近预报预警技术领域，公开了一种雷暴大风预警方法、系统、设备及终端，对单雷达资料进行预处理，识别出潜在雷暴大风区域；联合自动站观测的地面雷暴大风信息，建立潜在雷暴大风区域识别模型，以及雷暴大风参数反演模型；将该模型应用于实时雷暴大风预警业务；在实时业务中，在每个时次的单雷达识别潜在雷暴大风区域内，通过调用雷暴大风参数模型，进行1小时外推，进而构成未来1小时内的雷暴大风预警产品。本发明充分利用双偏振雷达的识别技术，针对雷暴大风进行潜势识别，通过外推技术获取未来1小时的潜在雷暴大风的落区，对比现有雷暴大风预警方法具有更好的提前量和精准性。

技术领域

本发明属于临近预报预警技术领域，尤其涉及一种0-1小时雷暴大风预警方法、系统、设备及终端。

背景技术

目前，临近预报预警技术是20世纪60～70年代在雷达外推基础上发展起来的。近年来以雷达资料为基础的强对流天气临近预报预警技术研究层出不穷，同时不少学者将地面常规探测资料、探空资料、闪电资料、卫星资料、中尺度数值模式资料等与雷达资料结合使用，用来提高临近预报预警的时空精度。大量学者研究表明雷达指标对预警短时强降水具有指示性。冯晋勤利用新一代天气雷达历史资料以及常规观测资料，建立历史冰雹与雷雨大风过程所对应的雷达产品班别指标，进而结合判别方程，雷达资料等对临近预报预警方法开展研究。张乐坚统计了近年来常用的临近预报方法，并将人工神经网络及支持向量机应用在雷达临近预报预警中，并进行效果评估：当预报时效小于30min时，TREC的预报效果好，反之则SVM的预报效果好。随着近年来国内多普勒天气雷达的升级改造，双偏振雷达的研究应运而生，偏振参量的特征指标统计，Z_dr柱、K_dp柱、Z_dr弧、K_dp印等偏振量特征识别在强对流短时临近预报预警中发挥很大作用。还有一些学者将天气类型进行分类讨论，得到与当地气象部门预报预警业务相匹配的偏振参量指标。杨忠林等利用双偏振雷达以及地面自动站降水资料，统计分析了两类极端对流降水系统的微物理特征及其差异，分析表明江淮梅雨期极端降水主要是由中等高度的对流引起的。周筠珺基于X波段双偏振雷达观测得到的偏振参量，将雷暴单体中的水成物进行分类识别，并分析它们的动态演变过程，最终建立雷暴单体演变过程微物理概念模型，为雷暴天气的预报预警提供支撑。Zhang G.et al和Zhang K.et al利用双偏振雷达探测并结合数值模式分析，探索更有效的天气预报预警方法。

在雷达探测预警方面，零度层亮带是连续性降水的特征之一，在层状云降水中，受到零度层亮带影响，对预警可能会产生一定的污染。在地面观测自动站方面，存在空间分布不均、分辨率不高的不足，山区等地布设自动站稀少存在观测盲区，时间上存在滞后性，自动站一般情况下回传数据滞后7分钟左右，那么空中灾害天气的发生到地面捕捉观测到该现象之间存在滞后性。在模式预报方面，各项指数预报只是进行潜势分析，预报大致趋势，只能作为预报预警的参考，不能作为预警指标。

现有的雷暴大风预警技术中，雷达短临外推依照回波强度不变进行外推，因此无法预测局地对流单体强度增强，对于对流大风增强特征也无法预测预警。自动站观测到地面大风特征，通常已经出灾，因此，基于自动站的雷暴大风预警存在滞后问题，并且还需要依靠雷达和闪电数据对沿海系统性大风和雷暴大风进行区分。数值模式缺乏雷暴大风的预测产品，无法进行直接的雷暴大风的预警。双偏振业务雷达上，可以直接应用于雷暴大风产品有中气旋和龙卷指示产品；但是由于2者都是基于多普勒径向速度直接反演产品，因此，径向速度的杂波或者噪音信息都会导致错误反演信息的生成。

此外，要产生雷暴大风，中气旋不是唯一性或者必要条件；并且当低层出现强的中气旋或有龙卷指标出现，说明地面大风灾害可能已经接近发生，雷暴大风预警的时间提前量较为有限。因此，亟需一种新的雷暴大风预警方法。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：