時間:2020年05月21日 分類:農業論文 次數:
【摘要】本文結合新一代天氣雷達應用特點,結合天氣圖、T圖等資料,分析雷達冰雹概率、風暴追蹤信息等,分析其精準率和應用價值。經過2018年3月24日某地區的局地強對流天氣過程進行了全過程分析,結果表示短期時間內冰雹概率以及對流天氣實況不能真實符合天氣變化。分析原因,一方面雷達對風暴跟蹤算法有差異,另一方面天氣背景和短時六對流天氣的局域性特點導致了其臨近預報中考慮不全,這對提升地區天氣強對流特點分析和提高預報精準率有重要參考價值。
【關鍵詞】:新一代;天氣雷達;臨近預報;準確率
氣象論文投稿刊物:《氣象科技進展》主要刊登國內外大氣科學及相關領域最新科研成果和未來發展展望方面的學術論文,雜志還概括了最新的氣象學及相關學科的新動態、新問題和新趨勢的探討與評論,重要學術會議或業務活動的信息和報道,以及書刊評介等。
隨著我國氣象監測技術不斷發展,短時臨近預報業務也成為了一項常見的氣象監測活動,短期預報業務計算方式多,且提供的信息也越來越精細化和多元化。其中,新一代天氣雷達有較強的適應性,在短期臨近預報中發揮著重要的價值作用。本次研究現針對2018年3月24日四川省的局部地區強對流天氣預報研究進行對比分析。闡述了冰雹指數、反射率因子、風暴追蹤等信息產品判斷短期天氣預報的精準性。并在從基礎上探討了如何科學利用產品,提升生產預報精度的措施建議,先將其分析如下。
1.天氣環境分析
資料顯示,當日A地區受到高空小槽影響,B地區冷槽后部受到西北氣流影響,濕度較好,且B地區東部地區Td小于5攝氏度。雖然存在西南風,但是水汽通道不通暢,導致監測點濕度環境不理想,對降水不利。且受到暖中心20攝氏度控制,B地區受到地面低壓系統影響,監測點受到A/B兩地區的集中影響,呈現出高低空形式,處于下干冷,上暖濕潤的層結構。對比Logp圖分析,整個監測區域層十分干燥,且K指數為23攝氏度,CIN值為1658.63J/kg,層穩定。預報表示,未來12小時內不利于對流發展,且監測點東南部存在零星陣雨。
2.新一代天氣雷達監測分析
對監測點進行新一代雷達監測分析,結合當地實際的天氣情況進行研究,結合雷達產品的特殊算法計算出短時臨近預報的針對性。經過基本反射率計算,本次對流會形成兩次影響,進而影響本監測點區域內的東部烏拉特前旗區域。首先,第一次對流回波生成的時間在12:36左右,其在A區域周圍形成帶狀回撥群,且會順著對流回波先東南方向移動,在移動過程中的北側和移動前方都有單體生成,在14:45分左右消散,預計耗時1小時,新生成3個單體,垂直剖面圖表示55dBz的最強中心已經達到了10KM,均符合降雹指標,針對風暴單體的相關特征和時間趨勢研究分析,其中對應的強冰雹和一般冰雹的降雹概率都達到了100%,且最大反射率因子也接近了60dBz,經過垂直累積液態含水量其也達到了40Kg/㎡,且結合自動站和實地調查研究,降水和降雹較為零星,約為0.1mm。對比二次對流回撥生成的對流單體,其表示WSR-88D降雹概率和強降率算法存在失誤,在本地區存在一定誤報率。
3.風暴最終信息產品分析
作為雷達和強天氣預警的重要方式,風暴識別和追蹤有較強的適應性和精準度。分析本次研究中的風暴追蹤信息過程,在整個區域對流控制系統中,存在多個單體雷暴信息,且在雷達站方位60°-120°區域內有較大延展。風暴追蹤產品在該區域內出現了11個風暴中心,其中有五個維持時間長,且在第一次風暴單體和第二次單體中有差異性特征的。針對雷達跟蹤顯示結果,風暴單體移動路徑和預報路徑多在體掃右側,且在路徑播報方面,要根據路徑的初始位置和預報路徑找到符合基本觀測為支點。針對這種誤差分析,可考慮多普勒天氣雷達對風暴路徑的影響,由于初始階段中新生單體的經歷時間短,且移動方式多是根據其他已經識別的單體平均位移位置來做判斷,且在黃河南岸中有多個雷暴單體,其實際移動位置有偏東、偏南和東北位置差異。
因此計算后約經過5個體掃信息后,風暴路徑和實況才有一定變化,接近預測結果。研究可知,風暴位置體掃產生路徑多是偏向前兩個體掃時刻線右側的,且可以觀察圖中的風暴單體,其中的路徑和緩和曲率溫和,這和預報路徑存在偏差。約經過10個體掃處理后,風暴單體才發展到中期,此時風暴預報路徑和實況采油一定接近。分析其誤差,其主要存在于雷達和風暴追蹤的算法SCIT法差異,6因此在今后計算時候,應當選用雷暴單體識別初期對風暴的控制和識別,進而確定風暴追蹤信息特征,且還要結合其他天氣治療判斷具體的位置和移動趨勢,對于持續時間長的雷暴可以在其發展的中后期加強對其預報路徑處理,優化其使用效果。
4.對于提升新一代天氣雷達報警率的措施建議
天氣雷達預警率的命中率(POD)和誤警率(FAR)可以推導出來。X代表事件發生,并對其預先發出了警報的次數。Y代表事件發生,但沒有預先發出警報的次數。Z代表事件沒有發生但誤發了預先警報的次數。W代表沒有發出預先警報,同時事件也沒有發生的次數。命中率POD代表事件發生的總的次數中,發出警告的次數所占的比率如公式1所示。誤發警報的次數越多,FAR越大,結果越差,其最壞的可能值是1;誤發警報的次數越少,FAR越小,結果越好。其最好的可能值是0。過多的報警會使得POD值較高,但同時FAR值也會高。過少的警報會使得FAR值小,但又會導致較小的POD值。
5.結語
綜上所述,本次天氣預報過程中,其新一代天氣雷達預報存在失誤,沒有發布天氣信息,主要原因有通過對天氣背景分析,層結構不穩定,不利于本次對流發展預測分析。且雷暴單體風暴追蹤中提出了100%的降雹概率,但是在實際的生產中并沒有發生降雹天氣,這表示算法在本地區預測中存在一定的誤報率,需要收集相應的雷達資料信息,通過對一次過程的天氣背景及雷達回波資料的分析,為監測強對流、提高預報預警的準確率,提供可參考依據。進而進行本地化處理工作。
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