结合中尺度模式物理约束的雷达回波临近外推预报方法研究

• 作者: 孙泓川 吴海英 曾明剑 程丛兰
• 来源期刊: 气象学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 光流法 中尺度模式 深度学习 短时预报
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 257-268
• 页数: 12页
• 分类号: P456
• 语种: 中文
• DOI: 10.11676/qxxb2022.020

摘要

研究设计了一种结合中尺度模式物理约束的雷达回波临近智能外推预报方法,该方法在外推预报时效(0—2 h)内即利用中尺度高分辨率模式信息对外推进行约束.首先将模式风场和雷达回波轨迹风场融合成融合风场,然后利用融合风场光流外推形成动力约束外推;并在此基础上利用模式诊断产品和雷达历史资料通过投票回归器集成多种深度学习算法构建回波强度频率分布的预测模型,最终基于预测模型结果利用降水频率匹配订正技术对外推预测的原始回波强度进行订正形成物理约束外推方法.通过2个典型个例,以及2年主汛期的长期检验对原始光流法、动力约束外推方法和物理约束外推方法进行综合评估,结果表明:动力约束外推通过改善光流法回波在边缘的堆积扭曲从而改进了预报性能,物理约束外推通过基于模式信息预测的回波频率分布调整回波强度实现回波的增强和减弱来改善预报性能,随着时效延长改善越来越明显,整体而言物理约束外推是其中最优的方案.