本文摘要：【摘要】本文結(jié)合新一代天氣雷達(dá)應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合天氣圖、T圖等資料，分析雷達(dá)冰雹概率、風(fēng)暴追蹤信息等，分析其精準(zhǔn)率和應(yīng)用價(jià)值。經(jīng)過2018年3月24日某地區(qū)的局地強(qiáng)對(duì)流天氣過程進(jìn)行了全過程分析，結(jié)果表示短期時(shí)間內(nèi)冰雹概率以及對(duì)流天氣實(shí)況不能真實(shí)符合天
【摘要】本文結(jié)合新一代天氣雷達(dá)應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合天氣圖、T圖等資料，分析雷達(dá)冰雹概率、風(fēng)暴追蹤信息等，分析其精準(zhǔn)率和應(yīng)用價(jià)值。經(jīng)過2018年3月24日某地區(qū)的局地強(qiáng)對(duì)流天氣過程進(jìn)行了全過程分析，結(jié)果表示短期時(shí)間內(nèi)冰雹概率以及對(duì)流天氣實(shí)況不能真實(shí)符合天氣變化。分析原因，一方面雷達(dá)對(duì)風(fēng)暴跟蹤算法有差異，另一方面天氣背景和短時(shí)六對(duì)流天氣的局域性特點(diǎn)導(dǎo)致了其臨近預(yù)報(bào)中考慮不全，這對(duì)提升地區(qū)天氣強(qiáng)對(duì)流特點(diǎn)分析和提高預(yù)報(bào)精準(zhǔn)率有重要參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：新一代;天氣雷達(dá);臨近預(yù)報(bào);準(zhǔn)確率
氣象論文投稿刊物：《山西氣象》是由山西省氣象局、山西省氣象學(xué)會(huì)主辦的學(xué)術(shù)期刊。1988年創(chuàng)刊，季刊，公開發(fā)行。刊載的主要內(nèi)容包括：氣象科技有關(guān)領(lǐng)域的綜合評(píng)述及研究論文;氣象業(yè)務(wù)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)及業(yè)務(wù)現(xiàn)代化建設(shè);氣象災(zāi)害的規(guī)律及防災(zāi)減災(zāi)決策;天氣和氣候總結(jié);專業(yè)氣象服務(wù)技術(shù)方法和指標(biāo);氣象科技興農(nóng)及臺(tái)站雙文明建設(shè)。主要專業(yè)欄目為天氣、氣候、應(yīng)用氣象、氣象科技產(chǎn)業(yè)、氣象觀測(cè)、人工影響天氣等等。
隨著我國(guó)氣象監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展，短時(shí)臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)也成為了一項(xiàng)常見的氣象監(jiān)測(cè)活動(dòng)，短期預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)計(jì)算方式多，且提供的信息也越來越精細(xì)化和多元化。其中，新一代天氣雷達(dá)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在短期臨近預(yù)報(bào)中發(fā)揮著重要的價(jià)值作用。本次研究現(xiàn)針對(duì)2018年3月24日四川省的局部地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)研究進(jìn)行對(duì)比分析。闡述了冰雹指數(shù)、反射率因子、風(fēng)暴追蹤等信息產(chǎn)品判斷短期天氣預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)性。并在從基礎(chǔ)上探討了如何科學(xué)利用產(chǎn)品，提升生產(chǎn)預(yù)報(bào)精度的措施建議，先將其分析如下。
1.天氣環(huán)境分析
資料顯示，當(dāng)日A地區(qū)受到高空小槽影響，B地區(qū)冷槽后部受到西北氣流影響，濕度較好，且B地區(qū)東部地區(qū)Td小于5攝氏度。雖然存在西南風(fēng)，但是水汽通道不通暢，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)點(diǎn)濕度環(huán)境不理想，對(duì)降水不利。且受到暖中心20攝氏度控制，B地區(qū)受到地面低壓系統(tǒng)影響，監(jiān)測(cè)點(diǎn)受到A/B兩地區(qū)的集中影響，呈現(xiàn)出高低空形式，處于下干冷，上暖濕潤(rùn)的層結(jié)構(gòu)。對(duì)比Logp圖分析，整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)邮指稍铮襅指數(shù)為23攝氏度，CIN值為1658.63J/kg，層穩(wěn)定。預(yù)報(bào)表示，未來12小時(shí)內(nèi)不利于對(duì)流發(fā)展，且監(jiān)測(cè)點(diǎn)東南部存在零星陣雨。
2.新一代天氣雷達(dá)監(jiān)測(cè)分析
對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行新一代雷達(dá)監(jiān)測(cè)分析，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際的天氣情況進(jìn)行研究，結(jié)合雷達(dá)產(chǎn)品的特殊算法計(jì)算出短時(shí)臨近預(yù)報(bào)的針對(duì)性。經(jīng)過基本反射率計(jì)算，本次對(duì)流會(huì)形成兩次影響，進(jìn)而影響本監(jiān)測(cè)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的東部烏拉特前旗區(qū)域。首先，第一次對(duì)流回波生成的時(shí)間在12:36左右，其在A區(qū)域周圍形成帶狀回?fù)苋�，且�?huì)順著對(duì)流回波先東南方向移動(dòng)，在移動(dòng)過程中的北側(cè)和移動(dòng)前方都有單體生成，在14:45分左右消散，預(yù)計(jì)耗時(shí)1小時(shí)，新生成3個(gè)單體。
垂直剖面圖表示55dBz的最強(qiáng)中心已經(jīng)達(dá)到了10KM，均符合降雹指標(biāo)，針對(duì)風(fēng)暴單體的相關(guān)特征和時(shí)間趨勢(shì)研究分析，其中對(duì)應(yīng)的強(qiáng)冰雹和一般冰雹的降雹概率都達(dá)到了100%，且最大反射率因子也接近了60dBz，經(jīng)過垂直累積液態(tài)含水量其也達(dá)到了40Kg/㎡，且結(jié)合自動(dòng)站和實(shí)地調(diào)查研究，降水和降雹較為零星，約為0.1mm。對(duì)比二次對(duì)流回?fù)苌傻膶?duì)流單體，其表示W(wǎng)SR-88D降雹概率和強(qiáng)降率算法存在失誤，在本地區(qū)存在一定誤報(bào)率。
3.風(fēng)暴最終信息產(chǎn)品分析
作為雷達(dá)和強(qiáng)天氣預(yù)警的重要方式，風(fēng)暴識(shí)別和追蹤有較強(qiáng)的適應(yīng)性和精準(zhǔn)度。分析本次研究中的風(fēng)暴追蹤信息過程，在整個(gè)區(qū)域?qū)α骺刂葡到y(tǒng)中，存在多個(gè)單體雷暴信息，且在雷達(dá)站方位60°-120°區(qū)域內(nèi)有較大延展。風(fēng)暴追蹤產(chǎn)品在該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了11個(gè)風(fēng)暴中心，其中有五個(gè)維持時(shí)間長(zhǎng)，且在第一次風(fēng)暴單體和第二次單體中有差異性特征的。
針對(duì)雷達(dá)跟蹤顯示結(jié)果，風(fēng)暴單體移動(dòng)路徑和預(yù)報(bào)路徑多在體掃右側(cè)，且在路徑播報(bào)方面，要根據(jù)路徑的初始位置和預(yù)報(bào)路徑找到符合基本觀測(cè)為支點(diǎn)。針對(duì)這種誤差分析，可考慮多普勒天氣雷達(dá)對(duì)風(fēng)暴路徑的影響，由于初始階段中新生單體的經(jīng)歷時(shí)間短，且移動(dòng)方式多是根據(jù)其他已經(jīng)識(shí)別的單體平均位移位置來做判斷，且在黃河南岸中有多個(gè)雷暴單體，其實(shí)際移動(dòng)位置有偏東、偏南和東北位置差異。因此計(jì)算后約經(jīng)過5個(gè)體掃信息后，風(fēng)暴路徑和實(shí)況才有一定變化，接近預(yù)測(cè)結(jié)果。
研究可知，風(fēng)暴位置體掃產(chǎn)生路徑多是偏向前兩個(gè)體掃時(shí)刻線右側(cè)的，且可以觀察圖中的風(fēng)暴單體，其中的路徑和緩和曲率溫和，這和預(yù)報(bào)路徑存在偏差。約經(jīng)過10個(gè)體掃處理后，風(fēng)暴單體才發(fā)展到中期，此時(shí)風(fēng)暴預(yù)報(bào)路徑和實(shí)況采油一定接近。分析其誤差，其主要存在于雷達(dá)和風(fēng)暴追蹤的算法SCIT法差異，6因此在今后計(jì)算時(shí)候，應(yīng)當(dāng)選用雷暴單體識(shí)別初期對(duì)風(fēng)暴的控制和識(shí)別，進(jìn)而確定風(fēng)暴追蹤信息特征，且還要結(jié)合其他天氣治療判斷具體的位置和移動(dòng)趨勢(shì)，對(duì)于持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的雷暴可以在其發(fā)展的中后期加強(qiáng)對(duì)其預(yù)報(bào)路徑處理，優(yōu)化其使用效果。
4.對(duì)于提升新一代天氣雷達(dá)報(bào)警率的措施建議
天氣雷達(dá)預(yù)警率的命中率(POD)和誤警率(FAR)可以推導(dǎo)出來。X代表事件發(fā)生，并對(duì)其預(yù)先發(fā)出了警報(bào)的次數(shù)。Y代表事件發(fā)生，但沒有預(yù)先發(fā)出警報(bào)的次數(shù)。Z代表事件沒有發(fā)生但誤發(fā)了預(yù)先警報(bào)的次數(shù)。W代表沒有發(fā)出預(yù)先警報(bào)，同時(shí)事件也沒有發(fā)生的次數(shù)。命中率POD代表事件發(fā)生的總的次數(shù)中，發(fā)出警告的次數(shù)所占的比率如公式1所示。誤發(fā)警報(bào)的次數(shù)越多，F(xiàn)AR越大，結(jié)果越差，其最壞的可能值是1;誤發(fā)警報(bào)的次數(shù)越少，F(xiàn)AR越小，結(jié)果越好。其最好的可能值是0。過多的報(bào)警會(huì)使得POD值較高，但同時(shí)FAR值也會(huì)高。過少的警報(bào)會(huì)使得FAR值小，但又會(huì)導(dǎo)致較小的POD值。
5.結(jié)語
綜上所述，本次天氣預(yù)報(bào)過程中，其新一代天氣雷達(dá)預(yù)報(bào)存在失誤，沒有發(fā)布天氣信息，主要原因有通過對(duì)天氣背景分析，層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，不利于本次對(duì)流發(fā)展預(yù)測(cè)分析。且雷暴單體風(fēng)暴追蹤中提出了100%的降雹概率，但是在實(shí)際的生產(chǎn)中并沒有發(fā)生降雹天氣，這表示算法在本地區(qū)預(yù)測(cè)中存在一定的誤報(bào)率，需要收集相應(yīng)的雷達(dá)資料信息，通過對(duì)一次過程的天氣背景及雷達(dá)回波資料的分析，為監(jiān)測(cè)強(qiáng)對(duì)流、提高預(yù)報(bào)預(yù)警的準(zhǔn)確率，提供可參考依據(jù)。進(jìn)而進(jìn)行本地化處理工作。
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