梅雨锋暴雨雷达回波特征提取及短时预报初步研究

【摘要】：本文利用2002～2004年长沙、常德多普勒天气雷达及常规观测资料,对梅雨锋暴雨天气过程的雷达回波基于天气形势进行分类。首先根据中低层(850、700hPa)的影响系统分成无低空急流和有低空急流的暴雨天气过程。无急流的暴雨具有多单体或超级单体的回波特征。而伴有低空急流暴雨的回波特征较复杂,通过对雷达资料及常规观测资料的对比分析,发现利用850hPa的影响系统对暴雨回波分类比较理想,将暴雨过程分成低槽暴雨和切变线暴雨回波两类,切变线暴雨又可以分为冷式切变线暴雨和暖式切变线暴雨,分别分析、研究了不同类型暴雨的多普勒天气雷达回波特征,结果表明不同类型暴雨的回波结构和特征具有明显的区别。 通过对暴雨雷达回波资料分析,挖掘暴雨天气过程雷达回波的强度、速度及谱宽回波等典型特征,找出暴雨识别的3个必要判断因子和8个可选判断因子,根据大量的历史资料和经验统计各个判断因子的特征量,并设定有效的阈值,较为合理地设计暴雨识别算法,完成应用程序的开发研制工作,并用实例进行效果验证。 通过大量的观测事实发现,同一块回波内的每一个点并不是以相同的速度移动。根据观测资料及经验,本文将同一块回波分成大于20dBz、大于30dBz、大于40dBz、大于50dBz、大于60dBz的回波块,分别计算各回波块的质心、移向、移速;根据回波面积对回波进行分类,并线性外推预报。实例验证结果表明较为成功地进行了0～1、0～2、0～3小时短时降水预报:0～1小时降水预报与实况基本相符:0～2小时降水预报较0～1小时降水预报效果稍差,但具有一定的参考作用;0～3小时降水预报有待于改进;从预报范围来看100km以内预报效果较好,而100km以外降水预报量级偏小。