雷暴与强对流临近天气预报技术的探讨

雷暴和强对流临近天气预报技术的研究和应用对准确预警和防范极端天气事件具有重要意义。基于此,对雷暴与强对流临近天气预报技术进行了研究,分析了我国临近天气预报技术的现状,以及雷暴的生成、发展和消散的临近预报,阐述了强对流天气的临近预警,提出了高分辨率数值预报模式的应用策略。

安徽省强对流天气短时临近预警服务系统设计--以铁路货运服务为例

设计开发基于多普勒天气雷达资料和改进光流法的安徽省强对流天气短时临近预警服务系统,并已在合肥铁路货运气象服务中投入业务运行。该系统实现了0~1 h的雷达回波外推和雷暴大风外推预报产品的实时生成,提供雷达回波外推和雷暴大风外推预报产品以及大风实况的展示功能,并制定了强对流天气预警方案和预警短信靶向发布策略,实现强对流天气预警短信自动发布功能。

丽江机场一次强对流天气过程分析及天气过程预报思路总结

利用丽江机场自动观测站的常规气象资料、多普勒天气雷达探测资料、风云气象卫星资料等分析了2020-07-21发生在丽江机场的一次强对流天气过程。结果表明,此次强对流天气过程中洋面暖湿空气为强对流活动提供了充沛水汽,槽后弱冷空气的侵入触发了不稳定能量的释放、大气层结的不稳定性,中低空的垂直上升运动和地形抬升对此次强对流天气有一定的增强作用。在强对流天气发展过程中,周边对流单体不断生成、合并增长、生消交替,使得强对流天气得以长时间维持,而成熟单体减弱为层状云降水区,使得降水时间增加。

短时临近预报系统在广东一次强对流天气过程中的检验分析

利用综合临近预报系统"雨燕"SWIFT和雷暴自动识别和追踪系统TRACER两个短时临近系统在广东一次强降水过程的实际应用情况进行检验,分析了雷达回波强度、范围、移动方向和QPF预报及弓形回波的预报效果。就TRACER和SWIFT两个短时临近预报系统对这次过程的回波和降水预报进行了逐时对比检验,研究发现在大部分时间内TRACER预报强度偏弱、范围偏小;SWIFT强度偏强、范围偏大。降水预报TRACER略偏小,而SWIFT明显偏大。通过QQ图检验,降水较小时,TRACER实用性强于SWIFT;降水较大时,SWIFT强于TRACER。

上海地区强对流天气短时预报系统

以强对流天气的发生、发展规律为依据 ,从中尺度数值预报模式输出结果、Doppler天气雷达、静止气象卫星、MICAPS系统和自动雨量站网等获取大气运动的各种尺度动力条件、水汽条件、大气稳定度和触发机制、各种天气实况等动态变化资料 ,结合预报员经验 ,建立了“上海地区强对流天气短时预报系统”(以下简称“预报系统”)。预报系统产品包括强对流天气的形势分析、0～ 1 2 h展望预报、0～ 3h滚动预报及警报。预报系统还设计了有自动增长功能的强对流天气库。

基于新疆智能网格强对流短时预报产品的集约化系统的设计与实现

为落实第八届全国气象行业天气预报职业技能竞赛智能预报技术方法单项实施方案,提高未来新疆智能网格强对流短时预报业务的支撑能力,设计并实现了基于新疆智能网格强对流短时预报产品的集约化系统。该系统对新疆智能网格强对流短时预报竞赛产品进行了统一的管理和监控,各环节衔接有序。对系统的整体架构、主要功能、关键技术等进行了详细阐述。系统自投入使用以来,整体运行高效稳定,确保了竞赛产品完整准时地上传到中国气象局,有利于提升新疆强对流短时预报技术的先进性和智能化水平。

雷暴与强对流临近天气预报技术探讨

在我国发生的各类自然灾害中,出现频率最高的就是暴雨灾害,这也是引发洪涝灾害的主要原因。我国有关部门对洪涝灾害的发生以及所造成的严重后果进行数据统计,发现每年都有数千人因为洪涝灾害而受伤或者死亡。此外,强对流天气的出现还会影响社会经济,影响农业产业、水利水电等多个行业,造成严重的损失。所以,有关部门必须要精准分析强对流天气预报,有效预防因天气原因而引发的自然灾害,避免造成严重的经济损失,保障我国居民的人身安全。

强对流天气短时临近预报业务技术进展与挑战

强对流天气短时临近预报业务是国家防灾减灾、重大社会活动和精细化天气预报的迫切需要。虽然我国强对流天气短时临近预报业务已经取得了巨大进展,但与国外先进水平相比还有不少差距。本文总结了近年国内外强对流天气短时临近预报业务现状、技术进展、目前国内的技术支撑状况和所面临的挑战,并提出了相应的应对措施。目前强对流天气短时临近预报技术仍然主要是外推预报技术、数值预报技术和概念模型预报技术等,但快速更新循环的高时空分辨率数值模式预报和新一代静止气象卫星资料将在强对流天气短时临近预报中发挥重要作用。强对流天气监测、分析和机理研究是强对流天气短时临近预报的重要基础;先进的外推预报方法同快速更新循环的高时空分辨率数值模式预报以及二者的融合是未来强对流天气短时临近预报的重要发展方向。

强对流天气监测短时预报系统

作者在前３年研究和试验的基础上，研制了一套适合湖南实际情况的较完善的准客观强对流天气监测短时预报系统。它包括图形图象显示。

长江中游强对流天气短时监测预报系统业务试验方案

本文在前4年攻关研究成果和1989年预演式试验的基础上,根据湖北省实际,探讨了1990年开展长江中游灾害性天气监测预报的业务试验方案。

基于稳定度和能量指标作强对流天气的短时预报指标分析

主要基于1995—2001年强对流天气过程和高空探测资料,计算了K指数、A指数、位势不稳定指标以及能量平衡高度、位势不稳定能量等指标,并进行量化检验和预报指标的对比。结果表明:(1)A指数、K指数的数值大小对于强对流天气的预报具有一定效果。(2)位势不稳定指标I在安徽南方应用比北方的预报效果好,安徽南北方I的临界值有差异,北方I的临界值小,南方I的临界值大。(3)逐年的能量平衡高度和位势不稳定能量都可以分为两个阶段,第一阶段能量平衡高度高于350 hPa且处于极值是强对流天气预报的重要指标。总温度较高、饱和总温度较高、位势不稳定能量较高时,能量平衡高度较高;反之,能量平衡高度较低。这种对应关系可以通过α=0.01的显著性水平检验。(4)强对流天气过程期间,能量平衡高度较高。随着位势不稳定能量的增大,出现强对流天气的可能性也增大。

雷暴与强对流临近天气预报技术进展

临近预报指0—6h(0—2h为重点)的高时空分辨率的天气预报,预报对象是该时段内出现明显变化的天气现象,主要包括雷暴、强对流、降水、冬季暴风雪、冻雨、沙尘暴、低能见度(雾)、天空云量等,其中,以雷暴和强对流天气的临近预报最具挑战性。综述了针对雷暴和强对流天气的以主观预报为主、结合客观算法的临近预报技术,同时讨论了高分辨率数值预报模式在临近预报中的应用。主观临近预报技术包括基于多普勒天气雷达观测数据并结合其他资料(常规高空和地面观测、气象卫星云图、快速同化循环的数值预报产品等)对雷暴生成、发展和衰减,特别是对强对流天气(包括强冰雹、龙卷、雷暴大风和对流性暴雨)的临近预报,客观算法包括几种应用最广的雷达回波或云图外推算法和强对流天气识别技术。高分辨率数值预报模式的应用包括与雷达回波外推融合延长临近预报时效,与各种观测资料融合得到快速更新的三维格点资料为雷暴和强对流近风暴环境的判断提供重要参考。

风云四号A星闪电产品在一次强对流天气中的应用

一、引言闪电多发生于旺盛的积雨云中,是对流性天气系统发展到一定阶段的产物之一。研究表明,闪电数据能在强对流天气的短时预报中发挥重要作用,闪电的频数与对流强度都有一定正相关性,并可作为强对流天气的“示踪器”[1-2]。目前获取闪电观测资料的方式有两种:一种是基于辐射地磁场传播理论的地面闪电探测技术;一种是基于光学成像原理的卫星闪电探测技术[3]。本文针对2022年6月12日京津冀的强对流天气过程,将风云四号A星(FY-4A)探测到的闪电和地基闪电探测仪探测到的闪电进行比对和分析,探究星地闪电在京津冀一带强对流天气监测预警中的应用。

三类强对流天气临近预报的模糊检验试验与对比

强对流天气具有尺度小、演变快的特点,为了满足强对流预报检验、评价的需求,本文引入了模糊检验方法,该方法通过在空间等属性上进行尺度变换处理,可获得预报在不同空间尺度上的评价信息。以中国气象局SWAN等短临预报业务系统提供的1 h回波外推预报为例,对三种类型强对流天气系统进行了模糊检验试验对比,并据此构造了三种理想强对流天气模型,进一步研究了各种模糊检验方法的特性,发现:相对于"点对点"的传统检验方法,模糊检验能够在不同尺度和评价策略上给出有关预报的更多信息,给予预报更加全面和客观的评价;针对不同的评价策略,同一个预报的最优尺度是有差异的;不同的模糊检验方法各有特点,适用范围也有差异;相对于传统检验方法,模糊检验方法的应用范围更广,尤其是当预报偏差达到一定程度时,多种模糊检验方法仍然能够给出有参考意义的评分。综合来看,对于高阈值、小尺度特征的强对流事件,低判别标准的最小比例法、模糊逻辑法和多事件列联表等检验方法更有应用价值。

强对流天气资料同化和临近预报技术研究

强对流天气的精准预报依然具有极大难度和挑战性。为了提高强天气监测预报服务能力,“灾害性天气资料同化与临近预报系统开发”研究共开展了以下工作:研发了新的中气旋和龙卷涡旋特征识别算法,并在十几个龙卷风实例中成功地识别出龙卷涡旋特征;从多普勒天气雷达体扫数据中提取了诸多参数(超过20个),开展分类强对流天气(下击暴流、龙卷、冰雹和短时强降水)自动识别预警技术研究。快速更新循环预报系统可以有效地提高模式初值的质量,非常适合于短时天气预报应用。为进一步提高强雷暴预报的精度,提出了一种新的基于雷达反演水汽的“伪水汽”同化方法,以更好地初始化对流尺度的数值天气模式。旨在克服目前中尺度数值模式在对流尺度定量降水短时预报方面的不足,弥补基于“外推”的临近预报技术在2 h以上定量降水预报能力快速下降的缺陷而研发的融合技术具有提高短时临近降水预报能力的潜力。

临近预报系统(SWAN)产品特征及在2010年5月7日广州强对流过程中的应用

介绍了临近预报系统(SWAN)产品分类和特征。SWAN系统包括6大类产品和功能:基于实况资料的探测和分析产品、外推预报产品、数值模式与雷达资料的融合预报产品、实时客观检验产品、灾害性天气综合自动报警,以及预报预警制作和发布功能。SWAN系统在2010年5月7日广州地区强对流过程中得到了应用:在一条东南-西北向弓状强回波带影响广州地区期间,最大反射率因子维持在60 dBZ以上,在01:12达到69 dBZ;最大反射率因子对应的高度从00:30开始抬升,至01:00前后最高,为5 km,至01:42才显著下降到3 km以下;风暴体内垂直积分含水量和回波顶高的极值分别为58kg/m2和14.9 km。选择7日00:00～05:00时段对部分预报产品进行客观检验统计分析:对于反射率因子外推预报产品,在预报时效为30 min、反射率因子等级为30～45 dBZ时,命中率(POD)、空报率(FAR)和临界成功指数(CSI)分别为0.77、0.20和0.64;在60 min时,POD、FAR和CSI分别为0.65、0.30和0.50,整体表现较好。对于风暴识别和追踪产品,在30 min预报时效,风暴体预报位置在经向和纬向上的绝对平均距离误差分别为5.9和6.2个格点(格点分辨率为0.01°),风暴样本数为233个。

强对流天气临近预报技术研究

强对流天气是严重危害人民生活的危险性天气,特别是对于空中飞行有重大影响。目前,国内外主要的临近预报技术包括利用雷达资料的雷暴识别和跟踪技术、利用卫星资料的强降水估计,概率预报技术、概念模型和数值模式预报技术等。本文重点介绍近年来发展起来的强对流天气临近预报方法和主要业务系统,分析了临近预报技术中存在的主要问题并对未来发展趋势进行了展望。

强对流天气短时预报系统的研究

根据强对流天气的活动规律和湖南省的实际情况，摸索出两种不同预报方法，即中尺度概念模式法和分团预报法，较好地解决了准客观自动化短时天气预报问题．

对流天气临近预报业务系统的新发展

对流天气的临近预报是近年来中国气象局重点发展的一个新的业务领域,目前临近预报业务系统中主要的算法,仍然是基于雷达资料的外推预报。本文基于2008年奥运会期间在北京实施的世界天气研究计划临近预报国际示范项目-B08FDP的运行情况,介绍了国际先进的临近预报业务系统及其在临近预报算法方面的新进展,并给出了奥运示范期间临近预报系统总体预报性能的检验结果。

雷暴与强对流临近天气预报技术探索

临近天气预报主要针对雷暴、强对流、降水、暴风雪、沙尘暴以及天空云量等天气现象进行播报，然而最具有代表性的天气现象是雷暴和强对流，本文对这两种天气现象进行具体研究，以主观预报为主、客观算法为辅，分析了高分辨数值预报模式在临近预报中的表现及高清晰卫星图来的分辨天象，以及借助其他的天气预警技术，进一步提高对未来天气的识别技术。