基于多普勒天气雷达数据的中层径向辐合自动识别及其与强对流天气的相关性研究

本文提出了一种从多普勒天气雷达单仰角径向速度图中的正-负速度区域对入手自动识别一类强对流天气的中层径向辐合的方法.首先,根据雷达探测机理,解释了由气流形成的辐合场一定会在径向速度图中形成局部最大正速度区域和局部最大负速度区域的特点,然后构建正-负速度区域对的识别算法,通过来自多个单仰角径向速度图的区域对配准和相关信息,判断雷达径向速度图中是否存在着中层径向辐合,推算辐合的强度、延伸厚度等重要参数,确定得到最优垂直剖面图的剖切方位.经对客观存在显著中层径向辐合的384例样本和不存在明显中层径向辐合的356例样本的测试,本文方法对显著中层径向辐合的识别率达到100%、误识率为0,与人工方法相比,本文方法把对中层径向辐合的识别时间从分钟级缩短到秒级,同时自动给出其强度、高度、厚度、位置等丰富的定量信息和恰当的可视化垂直剖面图.利用给出的参数信息进行了与强对流天气的相关性研究,验证了中层径向辐合与对流行地面大风的较强相关性,同时发现,最强中层径向辐合的高度对区分强冰雹与强降水、中层径向辐合的强度对估计冰雹尺寸具有良好的指示性.