基于ROSE2.0的普洱地区CINRAD/CC雷达冰雹探测算法评估及参数本地化

为提高冰雹探测算法(Hail Detection Algorithm, HDA)产品的可用性,针对2015—2020年普洱地区监测到的22次冰雹个例,利用新一代雷达业务应用软件ROSE2.0对相关雷达基数据进行回放及产品分析,以命中率、虚警率、临界成功指数为指标对HDA算法在普洱地区的识别效果进行评估并给出本地化参数配置方案。结果表明:HDA算法在普洱地区命中率接近100%,但虚警现象非常普遍,使用强冰雹概率(Probability of Severe Hail, POSH)的预警效果优于任意大小冰雹概率(Probability of Hail, POH),且冰雹尺寸越大POSH虚警的概率越低。进一步使用模拟测评法对POSH算法的适配参数进行分析,发现正确输入降雹日当天的0℃层和-20℃层高度能有效减少POSH的虚警率及提高临界成功指数;同时使算法预测的最大冰雹直径普遍偏大的情况得到控制,其中,中小冰雹直径偏离百分比减小76.07%,改善效果显著高于大冰雹。此外,增大反射率因子及POSH阈值能有效控制虚警,但也导致漏报次数快速增加,当阈值太大时命中率明显降低,为了保证较高的命中率和临界成功指数,选择Z=50 dBz或POSH=70%为阈值能明显改善HDA算法的识别效果。

ROSE2.0定量降水估测产品在广东地区的适用性检验

为进一步提升ROSE2.0定量降水估测产品的释用范围,以及短时强降水短时预报和预警能力,基于广东地区较长时间序列(2022年6月至2023年1月)定量降水估测产品,分不同的距离和降水强度阈值评估了不同情形下定量估测降水产品的精度。结果表明:对于所有量级所有距离的1 h定量估测产品(OHP),在距离雷达站点25至100 km范围内,平均偏差比、归一化平均误差两个指标表现最优;其次,双偏振定量降水估测算法在一般性降水(0.1~19.9 mm/h)中,准确率较原单偏振算法低;但对于20 mm/h以上强降水和100至150 km范围内10~19.9 mm/h的一般性降水准确率有较显著提升。

都匀雷达ROSE2.0一次强对流天气过程应用检验

针对黔南州2022年4月24日午后到夜间的一次强对流天气过程,利用实况资料和都匀雷达ROSE2.0在短时强降水、冰雹、雷暴大风方面的监测和预警产品进行对比检验,结合本地短时临近预报业务应用效果分析,发现:受地形影响,都匀雷达ROSE2.0估计降水在大雨以下量级表现较好,但对暴雨以上量级估计值偏小,没有明显短时强降水报警体现,本地化应用门限值设置降低约3成左右更为合理;都匀雷达ROSE2.0对冰雹预警落区指示和命中率较高,但时间提前量平均仅9 min,对雷暴大风预警仍然有难度,剖面图分析能更好地识别雷暴大风指标。另外,雷达ROSE2.0软件强天气预警算法得到进一步优化,应融入一体化平台等快速支撑预警业务应用。

ROSE2.0在黔西南4·14强对流天气中的应用分析

受高空槽、切变线、静止锋、弱冷空气、西南急流、地面辐合线影响,2022年4月14日黔西南州出现大范围强对流天气。该文对此次过程中ROSE2.0应用进行检验分析,得出以下结论:(1)过程第1阶段对流强度偏弱;第2阶段超级单体或强多单体风暴发展和成熟,对流以大冰雹、8级雷暴大风、40 mm以下短时强降水为主;第3阶段列车效应最明显,风暴移速较快,对流以8~11级雷暴大风、中冰雹、40~60 mm短时强降水为主。(2)ROSE2.0与本地雷达软件相比,大冰雹时CR基本一致,但VIL、HI偏小,ET偏大;ROSE2.0与实际理论值相比,VIL值明显偏低,ET、HI偏大;雷暴大风时低层径向速度ROSE2.0比本地的要小,但中高层偏大;短时强降水时,ROSE2.0小时雨强估计值比实际值偏小。

SC型天气雷达实时回波显示设计与分析

为解决SC型天气雷达需要在体扫结束后才生成产品的问题,设计了SC型天气雷达实时回波显示的方案,并在三亚雷达站开展了试验。在三种方案中选择了FTP同时分发逐仰角文件和标准格式基数据的方案,并对原RDA软件和FTP传输软件进行了再次开发,使其具备同时生成以及传输逐仰角文件和标准格式基数据的功能。对SA型标准基数据、SC型逐仰角文件、SC型标准基数据所生成的19、20、37、38、61、110号产品的生成时间进行了对比,结果表明:(1)采用SC型逐仰角文件生成产品的时间与SA型雷达相当;(2)采用SC型逐仰角文件生成典型PPI产品比采用SC型基数据生成同类产品大幅度缩减了生成时间;(3)采用SC型逐仰角文件生成衍生产品与采用SC型基数据生成同类产品的时间相当。此设计方案具有通用性,可推广至全国其他型号的天气雷达使用,以缩短部分产品的生成时间,提高短时强降水、风暴的预报时效。

2022年8月初延边地区一次短时强降水过程分析

本文利用ERA5再分析资料、常规气象观测及多普勒雷达等资料,对2022年8月3日发生在延边地区的一次短时强降水天气的环流背景、环境条件及成因进行了分析。结果表明:短时强降水过程发生前延边地区长时间受副高控制,低层高温高湿,8月3日午后500 hPa短波槽东移南下,配合低层弱切变与风速辐合在山区地形复杂地区触发了对流;地面温度梯度大值区辐合线维持并缓慢东移,不断激发新生对流系统;强对流云团先后经过同一地点,存在“列车效应”;雷达回波反映出此次过程中对流云体发展较高、质心低、降水效率高,属于典型的热带降水型降水回波特征,对预报短时强降水有指示意义。