改进气象雷达TITAN算法在灾害性天气预警中的应用研究

提出一种适用于我国不同季节、经纬度和下垫面的改进气象雷达TITAN算法。建立天气雷达数据格式转换系统,将我国不同型号新一代天气雷达基数据转换成MDV格式雷达数据;按我国不同气候类型、经纬度和海陆下垫面特征,统计获取不同区域强风暴天气雷达特征指标参数阈值。利用云贵高原和海南地区不同下垫面的两次典型超级单体强风暴天气雷达实况数据与改进的TITAN算法进行实验对比分析。分析结果指出,采用改进TITAN算法识别、跟踪和预测0.5~1 h后的强风暴天气误差较小,可信度较高,有助于识别预警灾害性天气和人影指挥作业。

基于改进的TITAN算法对雷暴路径的追踪研究

将传统TITAN算法利用雷达体扫资料对雷暴识别的方法,类比到闪电定位资料中,发现传统的算法不能较好地对所有雷暴活动进行识别。因此,对传统TITAN算法进行了修订,并结合山西地区闪电定位资料对雷暴活动进行识别与路径追踪研究。研究表明:修订后的算法能够弥补传统方法对雷暴识别漏报的缺陷,并基于改进的算法,对雷暴活动实现了很好的路径追踪。

基于三维雷达图像数据的风暴体追踪算法研究

TITAN算法是目前临近天气预报的主要方法之一,主要用于对强对流天气的识别、跟踪和预报。在原算法中速度约束是固定的、预报方法只适用于结构较稳定的风暴,它们会对算法的总体性能有较大的影响。针对这些不足,通过使用动态速度约束和光流法对算法进行了改进。通过实验证明,这些改进对风暴结构变化较大的情况有较好的效果,可以使算法的总体性能平均提高6%左右。

基于地闪定位资料的雷暴识别

TITAN算法常用于对雷达体扫资料进行雷暴识别与追踪;但使用的雷达体扫资料成本较高,相比之下地闪定位资料成本较低且易于获得。因此,将TITAN算法运用到地闪定位资料中,探索TITAN算法对地闪定位资料的适用性以及在TITAN算法中地闪定位资料能否取代雷达资料。利用山西省一次雷暴活动过程地闪定位资料,使用TITAN算法对雷暴能够进行了很好地识别;且得出算法阈值选取的大小会影响雷暴的识别。

基于Level Set方法的风暴追踪

利用现代计算机技术和信息处理技术,建立灾害性天气预警系统,是对灾害性天气进行识别和预报的最有效手段之一。研究探索风暴运动过程中多普勒雷达图像的数据处理和算法优化,是预警系统工作中的关键技术。基于计算机技术,应用TITAN算法及改进的Level set方法可以较好地实现对雷达图像中风暴体的追踪,提高灾害性天气预警效率。

一种雷暴运动路径的预测方法

采用线性外推结合位置预测误差订正的方法开展雷暴路径的预测研究,并结合个例进行检验和效果评估,以此来进一步改善雷暴路径预测,研究结果表明:确定位置误差订正的阈值为0.005°时修正的结果更接近TITAN输出的结果;线性外推结合位置预测误差订正的方法在路径预测上与TITAN预测的结果相接近,比直接使用线性外推有较大的改进。

ADWR-X多普勒天气雷达回波自动识别监视与预警系统设计

利用广汉机场和绵阳机场两部ADWR-X机场终端区X波段多普勒天气雷达的基数据,对其进行解码和分析,通过改进的TITAN算法对强对流回波进行自动识别,提取出强对流回波的距离、强度、回波顶高、强回波中心等信息,并进一步给出天气类型的判断以及预警。系统是通过Microsoft Visual Studio 2017开发环境采用VB语言进行编程,为机场灾害性天气的短临预报和预警提供辅助和参考。