变分回波跟踪算法及其在对流临近预报中的应用试验

• 作者: 吴剑坤 宋林烨 张宇 秦睿 闫雪瑾 陈明轩 高峰
• 来源期刊: 气象学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 临近预报 中值滤波 雷达回波 变分回波跟踪算法 交叉相关法
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 999-1014
• 页数: 16页
• 分类号: P456
• 字数: 10907字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11676/qxxb2019.062

摘要

目前业务上0—1 h对流天气临近预报仍旧以客观外推为主,采用不同外推算法,得到雷达回波以及降水的外推临近预报.以业务应用为目标,开展了变分回波跟踪算法在强对流天气临近预报中的应用研究.利用京津冀地区的8部新一代多普勒天气雷达逐6 min雷达组网拼图资料,选取2016—2018年夏季发生在京津冀地区的18个典型对流个例,开展变分回波跟踪算法和交叉相关法的0—1 h临近预报对比试验及检验评估.与传统的交叉相关法相比,变分回波跟踪算法采用变分技术求解雷达回波运动矢量场,在计算中使用两个严格的约束条件,运用迭代法进行求解,其得到的运动矢量场更为准确.结果表明,变分回波跟踪算法优于传统的交叉相关法,得到的30、60 min内雷达回波的形状、位置及强度的外推预报和实况更接近,定量检验评分更高:(1)京津冀地区4次典型对流天气过程临近预报对比试验表明,和交叉相关法相比,变分回波跟踪算法可以更好地预报出未来1 h内雷达回波的位置、形态和强度.(2)通过对18个典型对流个例定量检验,发现当雷达回波强度阈值为35和45 dBz时,无论是30或是60 min外推预报,变分回波跟踪算法的命中率(POD)和临界成功指数(CSI)都明显高于交叉相关法,且虚警率(FAR)更低;分天气类型定量检验发现,绝大多数天气类型,变分回波跟踪算法外推预报效果优于交叉相关法.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈明轩		14	94	5.0	9.0
2	张宇	广东海洋大学海洋与气象学院	7	3	1.0	1.0
3	秦睿		5	8	2.0	2.0
4	宋林烨		7	11	2.0	3.0
5	高峰		5	7	2.0	2.0
6	吴剑坤		3	1	1.0	1.0