基于溫度層強回波區(qū)域面積的天氣雷達雷暴自動識別方法

doi:10.12306/2020jms.0086

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基于溫度層強回波區(qū)域面積的天氣雷達雷暴自動識別方法
DOI:
                        10.12306/2020jms.0086
                    
CSTR:
                        
                    
作者:
                        
                        
                    
作者單位:
作者簡介:
通訊作者:
中圖分類號:P446
基金項目:國家自然科學基金資助項目(42075080);中國氣象局云霧物理環(huán)境重點實驗室開放課題(2017Z016).

Automatic identification method of thunderstorm in weather radar based on area of high intensity echo area of temperature stratification

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摘要:

為利用天氣雷達回波資料實現(xiàn)雷暴的自動識別,提出了一種基于溫度層強回波區(qū)域面積的天氣雷達雷暴自動識別方法。該方法首先利用雷達回波體掃數(shù)據(jù)在水平范圍內(nèi)搜索強回波區(qū)域;再對某一溫度層上,達到設(shè)定閾值的雷達回波反射率因子的區(qū)域進行面積求和,當水平范圍強回波區(qū)域面積達到識別面積閾值時,判定該強回波區(qū)域為雷暴區(qū)域。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合S波段雙偏振多普勒天氣雷達觀測資料、閃電定位資料,采用了17個雷暴天氣過程的312個雷暴區(qū)域檢驗識別算法。結(jié)果表明:當?shù)雀叨绕矫嫖恢蔑@示(CAPPI)數(shù)據(jù)處理中采用(35 dBZ, 0℃, 2 km²)參數(shù)組合能夠達到最優(yōu)的識別效果,識別概率可達87.5%,虛警率為32.9%,臨界成功指數(shù)為61.2%。該方法可以用于天氣雷達的雷暴計算機自動識別業(yè)務。

Abstract:

In order to realize the automatic identification of thunderstorm by using the echo data of weather radar, a method of automatic identification of thunderstorm based on the area of the high intensity echo area of the temperature stratification was proposed. Firstly, the high intensity echo area is searched in the horizontal range by using the volume scan data of weather radar. Secondly, the area of radar echo reflectivity factor that reaches the threshold value on a certain temperature stratification is searched. When the area of the high intensity area in the horizontal range reaches the identification area threshold, the high intensity echo area is determined to be thunderstorm area. To test the effectiveness of the algorithm, combined with the observation data of an S-band dual polarization Doppler weather radar and lightning location data, 312 thunderstorm regions of 17 thunderstorm weather processes are tested. Results show that when the parameter combination (35 dBZ, 0℃, 2 km²) is used in Constant Altitude Plan Position Indicator(CAPPI) data processing, the algorithm can achieve the optimal identification effect, and the optimal identification results with the Probability Of Detection (POD) of 87.5%, False Alarm Rate (FAR) of 32.9%, Critical Success Index (CSI) of 61.2% could be obtained. This method can be used in the automatic thunderstorm identification of weather radar.

參考文獻

相似文獻

引證文獻

引用本文

解妍瓊,張云,楊波,王佳,王亞,張鵬.基于溫度層強回波區(qū)域面積的天氣雷達雷暴自動識別方法.氣象科學,2022,42(1):116-123 XIE Yanqiong, ZHANG Yun, YANG Bo, WANG Jia, WANG Ya, ZHANG Peng. Automatic identification method of thunderstorm in weather radar based on area of high intensity echo area of temperature stratification. Journal of the Meteorological Sciences,2022,42(1):116-123

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收稿日期:2020-05-21
最后修改日期:2020-10-09
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在線發(fā)布日期: 2022-06-01
出版日期: 2022-05-30

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