基于风廓线雷达产品的冰雹过程分析

利用贵州省威宁县气象局的风廓线雷达基础数据及其二次开发产品、雨量站和MICAPS的实况数据,对2019年6月11日发生在威宁本站的一次冰雹大风天气过程进行综合分析。结果表明:水平廓线产品可反映出冷暖平流的时空变化及垂直分布,更早探测冷空气入侵、风场切变情况及低空急流强度;大气折射率结构常数和垂直速度可以指示降水的发生、持续时间及降水强度情况;强降水发生前有较强风垂直切变,降水过程中风垂直切变值整体大于0.2 s^(-1),风垂直切变的增强会引起垂直速度和地面大风的增大;若以大于15 dBZ和小于10 dBZ为降水的起止标志,风廓线雷达反射率因子较其他产品可以更清晰地指示降水的开始和结束。

山西雷暴大风雷达产品统计学特征及预警提前量研究

为认识统计山西雷暴大风的雷达产品特征,做好其预报预警,利用2013—2017年4—9月高空探测资料和地面观测资料以及多普勒雷达资料对山西39次雷暴大风过程进行研究。根据500 hPa环流形势将其分为四大类型:西北气流型、冷涡型、西风槽前型、副热带高压(简称“副高”)切变型。统计分析了不同环流背景下雷暴大风的雷达产品特征及其预警提前量。结果表明:(1)块状孤立对流单体是任一环流背景下山西雷暴大风的主要雷达回波形态。(2)副高切变型雷暴大风的最大回波强度、回波顶高、最大垂直积分液态水含量值最高,冷涡型最低。(3)低层径向速度大值区对雷暴大风的指示意义最明显,预警提前量最多,可提前30 min以上。(4)雷暴大风发生时,有阵风锋和逆风区出现,但出现次数极少。研究结果对利用雷达产品预警山西雷暴大风提供参考依据。

基于消息调度的分布式雷达产品生成系统

随着天气雷达新技术的发展,传统单一封闭式的雷达产品生成系统已不能较好地适应新体制天气雷达系统快速的探测速率和多源的数据形式.为了提高雷达产品生成系统的实时性和可扩展性,本文提出一种基于消息调度的分布式雷达产品生成系统.基于ActiveMQ消息中间件设计了分布式集群的任务调度策略,采用Ceph分布式文件系统构建统一高效的存储服务,并利用GPU实现了对气象算法的并行加速.目前系统已在实际项目中交付使用,取得了良好的运行效果,具有一定的推广价值和应用意义.

石河子地区夏季降雨过程探空资料和雷达产品特征分析

本文利用2018—2020年6—8月克拉玛依探空资料和石河子天气雷达资料,对发生在石河子地区4个业务观测站的53次降雨过程进行中尺度分析,研究石河子地区夏季不同落区和量级降雨过程的环境潜势和雷达回波特征。结果表明,①大多数降雨过程量级为小雨,并且发生在傍晚到夜间;②K指数、850和500 hPa温差是对流降雨可靠指示参数;③600 hPa附近湿层为当地独特指示参数;④短时强降雨通常不伴随冰雹和雷暴大风;⑤1 h降雨估测产品可靠度较高;研究结果对石河子地区夏季降雨预报预警有指示作用。

新一代天气雷达产品故障识别及监测预警系统设计实现

新一代天气雷达故障直接影响数据质量,异常产品的产生对短时临近预报预警带来了重大的影响,实现雷达异常产品实时监测具有一定现实意义。本系统采用WinForm 3层架构+ORM模型架构,通过统计纹理分析、灰度图像特征值分析等图像处理技术实现自动识别雷达异常产品。新一代天气雷达产品故障监测预警系统可以实时、高效、准确检测出异常雷达产品,满足强对流天气预警监测、天气雷达故障预警服务预判、天气雷达产品可用性服务等功能要求,从单部雷达产品数据中识别出异常回波,避免进一步影响多雷达组网拼图,对天气雷达组网产品的质量控制具有重要的意义。

青海东部两次大暴雨过程雷达产品特征对比分析

利用西宁多普勒雷达探测资料对2013年8月21-22日西宁大通桥头和2018年8月2-3日、3-4日海东乐都中坝乡的两次大暴雨降水过程雷达产品(强度、速度、累计降水估计产品)特征进行对比分析并初步获得强降水的临近预警指标,结果表明:(1)前者过程降水对流性强,回波强度大,60 dBZ以上回波在大暴雨区维持时间近3小时,短时降水强度大;后者雷达回波强度相对偏弱为20 dBZ,稳定性降水回波影响时间长,回波移动性大,雨强均匀,形成列车效应。(2)两个过程径向速度场上均出现逆风区或辐合区,对强降水的开始有指示意义,与降水中心相对应,前者风场辐合区特征强于后者,对应小时雨强大,逆风区维持时间反映出降水集中时段;后者强降水区高低层冷暖平流分布明显,反映出环境场的不稳定特征。雷达风廓线产品对强降水发生、发展、结束具有较好的指示意义,前者由于降水强度大,风场伸展高度更高,前者强降水发生前一小时整层风向标消失转为“ND”区控制,后者风场上持续出现的低层风切变对降水的维持起到很大作用;降水趋于结束时,风场均表现为无序或乱序。(3)雷达1 h(OHP)和3 h(THP)降水估测产品对两个过程中的降水落区及范围估测均具有一定参考性,但1 h和3 h雨强分别超过20 mm/h、50 mm/h时,降水估测值才会更接近实况降水量,故产品对大通桥头过程的降水量估测更具有可预报性。研究结果可为以后此类极端性降水天气的发生时间和降水强度的短临预报提供参考依据。

基于雷达产品和随机森林算法的冰雹天气分类识别及预报

冰雹是一种致灾性较强的强对流天气,但在气象业务工作中对其进行快捷、准确的预警和预报仍有一定的难度。本文基于C波段雷达回波资料,构建并应用随机森林模型对冰雹及其伴随强对流天气进行了分类识别及预报。结果发现,随机森林模型对训练集(2008-2017年)中四类冰雹天气(冰雹、冰雹大风、冰雹短强、冰雹大风短强)的平均命中率(Probability of Detection,POD)为90.2%,平均空报比率(False Alarm Ratio,FAR)为11.1%。对于2018-2019年的独立样本测试集,模型的平均POD和FAR则分别为72.8%和34.7%。因此,本文构建的随机森林模型较为理想。应用模型和风暴单体识别与跟踪产品(Strom Cell Identification and Tracking,SCIT)对未来15~60 min的强对流天气进行预报,结果表明四类冰雹天气的平均POD为74.8%,平均临界成功指数为60.8%,平均FAR为24.4%。因此,利用C波段雷达产品,随机森林模型能高效、自动化且较为准确地分类预警、预报冰雹及其伴随强对流天气,可应用于天气预报业务工作。

北京“6.23”局地强对流天气的雷达产品特征分析

利用北京逐时降水资料以及雷达组网产品、RPG衍生的风暴跟踪产品和Cell Trend产品,针对北京"6.23"雨强大、局地性明显的暴雨过程进行较为细致的诊断分析。结果表明,雷达监测产品较好地反映出此次过程是由大量中小尺度涡旋构成的对流性系统暴雨,中尺度特征显著。雷达组网产品较好地捕捉了整体降雨系统的演变过程,单站雷达组合反射率、多仰角基本反射率和径向速度揭示了该暴雨系统的多个对流单体结构和更替变化,其剖面刻画了局地对流降雨系统的典型回波特征,伴随强降雨出现了明显的后向干冷空气侵入弱回波区、前向回波悬垂和穹窿,以及倾斜式的低层辐合、高层辐散结构特征。RPG衍生的风暴跟踪产品和Cell Trend产品很好地监测出暴雨过程中小尺度系统的活动信息。其中,中小尺度涡旋的回波顶高和底高、最大回波高度的变化揭示了造成局地降水的对流单体发生发展过程中的强度、结构、内部气流运动变化特征和雨滴活动;液态水含量以及冰雹概率在整个降水过程中一直处于极大值,表明了该系统的强度与降雨雨量、雨强一致。

利用地理信息系统实现多普勒天气雷达产品设计

文中抛弃常规的雷达产品设计方法,利用地理信息系统软件进行雷达产品设计和开发。首先利用托盘处理的方式实时地对雷达基数据进行资料预处理,去除噪声、脉动及速度模糊对雷达产品设计带来的影响,在进行雷达数据格式转换后,利用具有强大图形图像处理功能的地理信息系统软件生成气象业务中常用的雷达产品,同时开发出常规方法不易实现的三维雷达产品。最后将文中的设计与常规方法设计的产品进行了对比分析,同时给出了三维雷达产品实例。

SWAN雷达产品在甘肃河东地区冰雹短临预报中的应用

选取2011年7月发生在甘肃省河东地区的7次冰雹个例,综合分析SWAN系统输出的雷达产品资料的主要特征,提取冰雹天气的雷达产品资料的指标,根据这些指标利用SWAN系统外推算法资料生成冰雹临近预报产品。通过2012年甘肃河东地区的2次冰雹天气过程对与其同时的临近预报产品检验结果表明,预报效果良好,具有较高的业务应用价值。

利用GIS软件实现多普勒天气雷达产品设计

抛弃常规的雷达产品设计方法,利用地理信息系统软件进行雷达产品设计和开发。首先利用托盘处理的方式实时地对雷达基本数据进行资料预处理,去除噪声、脉动及速度模糊对雷达产品设计带来的影响,在进行雷达数据格式转换后,利用具有强大图形图像处理功能的地理信息系统软件生成气象业务中常用的雷达产品,同时开发出常规方法不易实现的三维雷达产品。最后将文中的设计与常规方法设计的产品进行了对比分析,同时给出了三维雷达产品实例。

新一代天气雷达产品在南疆冰雹天气中的分析及应用

利用南疆阿克苏新一代天气雷达CINRAD/CC的基本产品和导出产品,分析了阿克苏一次冰雹过程的环流背景、环境因子以及冰雹云多普勒天气雷达的回波特征,发现中等强度的垂直风切变和弱回波区是此次冰雹天气的重要特征,并得出垂直累积液态水含量、回波顶高和FY-2C定量产品的简明预报判据,为南疆地区冰雹的临近预报提供了依据。

基于雷达产品的人工增雨作业指令实时计算软件

将图像处理技术应用于增雨作业目标云的自动识别中,设计并实现了人工增雨指令实时计算软件。解析雷达产品数据,将雷达产品作为极坐标表示的图像像素的集合;利用四川盆地地区适宜增雨作业云系的雷达回波特征统计分析结果,通过区域分割、区域标记等图像处理方法识别出作业目标云,确定作业目标位置;结合作业点的地面位置和作业工具,科学计算出具有作业条件的作业点和作业指令的相关参数,极大地提高了人影作业指挥的自动化程度。

某雷达产品电源组件结构动态响应及热仿真

电源组件作为雷达产品中的供电装置,其供电稳定性及可靠性直接影响雷达产品性能。对于电源组件的结构设计而言,不仅要保证电源器件、模块得到有效可靠的支撑固定,还要保证其有良好的散热途径,进而控制元器件工作时的结温及壳温稳定在额定值范围内。本文对某型雷达产品的电源组件结构进行了基于有限元的动态响应及热仿真分析,验证了结构设计的有效性,并根据仿真结果对设计方案进行了局部改进。

精密熔模铸造技术在雷达产品中的应用

精密熔模铸造是一种先进的净成型技术,具有高精度、高效、低耗等优点,在雷达产品的研制中具有很大的应用前景。文中结合雷达产品几种典型构件的结构和要求,探讨了几种影响产品精密铸造成型的关键技术,给出了应用精密铸造成型方法所取得的显著效果。最后,为进一步推动精密铸造技术在雷达产品中的应用,指出了当前制约其应用的主要问题及发展方向。

2011年河池市冰雹天气过程雷达产品分析

应用天气图资料,重点应用多普勒天气雷达资料对2011年春季发生在河池市的3次冰雹天气过程进行分析,探讨过程中雷达产品特征的异同点,进一步提高对强对流冰雹天气的监测预警能力。结果表明:在有利的环流背景下,当有冷空气入侵、切变线、锋面移近时,触发不稳定能量,易造成强对流天气的发生;雷达回波强度变化、回波顶高度、风廓线资料、垂直积分液态水含量和1h累积降水量对强对流冰雹天气具有相当好的临近预警指示意义。

基于OpenStack Swift的雷达产品存储研究

简要介绍分布式对象存储系统OpenStack Swift,包括安装部署及其在雷达产品存储方面的应用,研究证明,OpenStack Swift能较好的支持雷达产品存储,也适用于其它气象资料存储管理。

一次区域性暴雪天气的多普勒雷达产品分析

利用常规资料、卫星云图和赤峰多普勒雷达产品,对2007年3月3—4日发生在赤峰地区的区域性大到暴雪天气过程进行综合分析。揭示出本次大到暴雪的大气环流特征和多普勒雷达产品的一些典型特征。

雷达产品算法及其在预报中的应用

本文主要介绍雷达产品的基本算法,包括风暴单体识别与跟踪算法、冰雹指数算法、风廓线算法以及降水算法,同时指出了根据这些算法得到的产品在天气预报中的应用。

基于“三统一”体系的雷达产品协同研发平台

通过分析目前雷达产品研发所面临的问题,提出建立过程、工具、数据、知识一体化管理的协同研发平台。阐述了组成雷达协同研发的3个统一化体系:统一化设计环境;统一化流程体系;统一化数据空间。建立了雷达协同研发平台的3层结构:协同层的管理平台,实现跨部门、跨专业的任务流转;应用层的设计平台,实现知识、工具的有效融合;数据层的数据平台,实现数据源的统一管理。最后结合案例,分析了建立雷达协同研发平台的关键技术、应用价值及需进一步解决的问题。