新一代天气雷达PUP产品共享应用系统设计与实现

针对四川省气象预测预报业务对雷达PUP产品的需求,基于气象大数据云平台“天擎·四川”系统和气象数据统一服务接口(MUSIC)设计并实现了新一代天气雷达PUP产品共享应用系统。研究设计了四川省在内西南区域的新一代天气雷达PUP产品原始数据的实时收集、解码分析、加工处理,把雷达PUP产品同国家基础地理信息数据进行实时叠加显示方案,最终基于WebGIS技术实现雷达PUP产品在Web页面上的共享应用,为精细化天气预报、人工影响天气、专业气象服务等气象业务提供更准确、直观的雷达单站和拼图的展示。

跨省区新一代多普勒天气雷达PUP产品调用与拼图实现

提出一种多普勒天气雷达PUP产品的拼图实现方案。通过解决雷达图通信链路建立、雷达资料汇集入库、多站雷达拼图等实际工作中所面临的问题,实现了新一代天气雷达资料跨区域共享及拼图显示。该套方案已在实际应用中通过业务检验,取得良好效果。

多普勒天气雷达PUP产品强天气监测预警系统设计

针对目前多普勒天气雷达PUP产品显示程序都是单纯显示图像和信息而忽略风暴分析信息应用的现状,通过对PUP产品数据格式的研究,使用DELPHI XE2编程语言研发了多普勒天气雷达PUP产品强对流天气监测预警系统。该系统全部自编代码完成PUP产品的读取解析,能够单独或批量读取、解析、显示多普勒天气雷达19类(36个文件)PUP产品,进行强风暴识别定位及存储图片和风暴特征分析信息,有利于PUP产品综合应用广度和深度的扩展。利用该系统及PUP产品既可以实时获取冰雹发生概率信息和发布冰雹预警,又有助于深入研究强风暴天气发生发展机理,目前该系统及其产品在云南省气象局相关业务单位应用,满足了强对流天气监测预警业务服务、人工防雹作业指挥和科研应用需求。系统使用WINDOWS API函数和MIF格式行政区边界较为准确地完成强天气的乡镇定位,程序复杂度小,代码量较少,系统体量较小,可供单一定位功能的WINDOWS程序设计参考。

鹰潭市雷电天气分型和雷达PUP产品特征分析

为了做好鹰潭市雷电天气监测预警工作,文章使用江西雷电资料、天气资料、江西Web-GIS雷达拼图和抚州SA雷达PUP产品等资料,采取统计学、天气学和雷达气象学等方法,对鹰潭市雷电天气进行分型,对雷达拼图回波特征、雷达PUP产品特征进行分析。研究结果为鹰潭市雷电天气监测预警和预报服务提供分析依据。

CINRAD/CD雷达PUP和RPG的安装方法和技巧

RPG及PUP的安装复杂且繁琐,使用者在安装和配置过程容易出错,导致RPG及PUP无法使用或者无法正确处理数据。该文主要介绍与CINRAD/CD型号雷达相匹配的Radar Products Generation(RPG)及雷达显示工作站(PUP)的安装方法和技巧。着重强调了容易出错和混淆的地方,并提供了RPG及PUP的备份方案,可以帮助RPG及PUP的使用者更容易对其进行安装、设置和维护。

玉山雷暴大风雷达回波特征分析

利用气象信息综合分析处理系统、江西WebGIS雷达拼图、江西自动气象站、上饶SA雷达等资料,综合分析了2004—2020年玉山县15次雷暴大风过程特征。结果表明:玉山雷暴大风集中出现在5—9月,其中7月最多;雷暴大风有明显日变化特征,午后增温是高发期,导致玉山雷暴大风天气主要有三类中尺度系统,分别为冷锋倒槽类、副高控制类、热带系统类;按雷达拼图回波特征分为飑线回波带上超级单体、飑线(弓状)回波带上强单体、副高边缘强回波短带和局地热雷雨强回波三类。飑线回波带上超级单体中心回波强度超过60 dBZ,回波带有明显的“弓”状结构,移动速度可达80~100 km·h^(-1);副高边缘的雷暴大风天气发生在局地热雷雨强回波发展合并时,局地性强,移动缓慢,移速仅30 km·h^(-1)左右。雷达PUP产品上超级单体冰雹和雷暴大风主要区别为:组合反射率CR产品60 dBZ强回波面积冰雹较大,雷暴大风较小;垂直累积液态水(Vertically Integrated Liquid,VIL)冰雹可达到60 kg·m^(-2),雷暴大风VIL≤35 kg·m^(-2);反射率因子垂直剖面(Reflectivity Cross Section,RCS)冰雹有超过65 dBZ强回波核,雷暴大风则没有;径向速度垂直剖面(Velocity Cross Section,VCS)冰雹出现中气旋结构,雷暴大风则出现“逆风区”或弱切变结构。

机载雷达风切变识别算法研究及在机场预报中的应用

大气中的风切变严重威胁飞机安全,尤其低空风切变是影响飞机起降的重要因素。利用多普勒雷达速度资料计算一维切向、一维径向与二维合成风切变,准确判断风切变的危险区域,能够及时为飞行及起降提供告警。针对多普勒雷达业务应用的主用户处理器PUP(Principal User Processor)上风切变自动识别产品存在的边缘识别较弱及定位误差较大等问题,根据多普勒雷达速度资料径向分布的特点,利用最小二乘法线性拟合优势,选择适于机载雷达参数的拟合窗口,对多个实例进行了识别分析。对比结果表明最小二乘法在识别效果、定位精度、边缘识别等方面优于PUP风切变自动识别产品,提高了风切变识别能力,有助于为机载雷达风切变识别及预警提供更好的依据。

新一代天气雷达产品远程共享调用的设计和实现

根据短时临近天气监测业务及预报预警服务需求,并充分发挥雷达建设的效益,提出了跨省域新一代天气雷达PUP产品远程实时调用、共享的方案。通过实时收集雷达PUP产品,架设省级雷达产品共享服务器,实现了全省及跨省22部新一代天气雷达产品实时调用。文章详细介绍了系统设计方案、数据流程及关键技术的实现,为跨省区雷达产品远程调用提供参考。

标准格式天气雷达PUP产品可视化应用系统研究与实现

为充分发挥标准格式雷达PUP产品的业务应用能力,设计并研发了天气雷达标准格式PUP产品可视化应用系统。研究设计了系统的总体架构,标准格式雷达PUP产品收集、解码、加工、共享应用方案,针对标准格式雷达PUP产品数据量大的特点,提出一种改进的RLE压缩算法和一种优化的雷达图像绘制方法,有效提升产品图像展示效率,实现标准格式雷达PUP产品高效可视化应用。基于B/S架构,采用SpringMVC框架、HTML5、CSS、WebGIS等成熟技术对系统功能进行了实现,面向全省用户提供了丰富的雷达PUP产品同GIS数据叠加展示和共享应用,同时提供地面观测数据、闪电数据同雷达PUP产品分层叠加应用,投入使用后得到气象业务用户的好评,有效提升对强对流天气预报预测和灾害性天气的预警能力。该系统在全国范围内较早实现了标准格式雷达PUP产品在气象部门的业务应用,对其他各省对标准格式雷达PUP产品可视化应用有较好参考作用,具有广泛的推广应用价值。

贵阳CINRAD/CD雷达资料县级共享平台的设计与实现

基于贵阳市气象局的雷达产品显示终端和计算机网络,使用C#编程语言,建立贵阳CINRAD/CD雷达资料县级共享平台,实现将贵阳新一代天气雷达资料自动、实时传输到贵阳市各县级气象部门。平台的建成,对于提高灾害性天气的临近预报准确率具有重要意义,其设计思路和实现方法可推广应用到相似条件的同行部门。

2008年一次混合性强降水过程的雷达产品特征分析

通过对2008年5月28~29日文山北部地区一次混合性强降水过程的雷达产品、乡镇自动站雨量资料的分析发现:此次混合性强降水过程具有降雨时段集中,具有明显的阵性;强降雨范围小,雨量分布较为集中;降雨强度大等明显的中小尺度特征。对应的速度常上有明显的大风区、逆风区、中尺度辐合带和辐合系统存在。PUP降水产品中1小时、3小时降雨量产品在监测短时强降水天气过程中的可信度较高,在短时临近预报中对监测预警强降水的发生具有重要参考价值。