惠州強對流天氣臨近預報系統研究

[摘 要]：該文介紹了廣東省惠州市強對流天氣臨近預報系統，本系統是為了滿足惠州市氣象臺強對流天氣監測預報預警的需求而開發的。系統在windows xp平臺上，采用VB語言，利用新一代天氣雷達并結合自動站資料，采用人機交互的方法，實現對惠州市未來3小時內，強對流天氣的預報預警。該系統操作簡便，基本能夠滿足該項業務的需要。

[關鍵詞]：強對流 天氣 系統 惠州市

1、引言

強對流天氣是春夏季比較常見的災害性天氣。雖然目前國內外在有關強對流預報方法的研究已經有很多成果[1-4]。陳秋平[5]等、趙培娟[6]等利用中尺度模式和探空資料在短時潛勢預報方面做了大量的工作，但是從實際預報效果來看，強對流天氣空報和漏報比較高，因為強對流天氣的環流系統多而復雜，這些天氣又具有突發性強、生命史短、降水強度大、影響集中等的中小尺度天氣系統的特征，加上目前大氣探測的空間和時間尺度限制等原因，暴雨和強對流天氣的預報，預警發布的時機，一直是氣象臺預報和預報服務的難點。

近些年，隨著我省新一代多普勒雷達的應用和中尺度氣象自動站網絡的建設，多普勒雷達回波資料和自動站資料在暴雨和強對流天氣的短時預報中發揮著關鍵作用。本系統是針對暴雨這類強對流天氣的短時天氣預報而開發的軟件。

2、系統結構

該系統由數據采集、掃描雷達圖、預報系統和圖形顯示系統四部分組成。該系統實時對收到的每張香港多普勒雷達回波強度圖掃描。當掃描或檢索到的資料達到預警界線時，啟動預報系統。按設定自動站站點資料，獲取0.5h、1h、2h的雨量。在惠州地圖上顯示出來，供預報員參考。

2.1雷達資料處理

預警系統選用了香港多普勒雷達回波強度圖作為雷達回波的掃描資料。香港雷達回波圖每6分鐘一張。香港雷達回波強度圖是gif格式的圖象，在掃描圖象前先把有效掃描范圍內的雷達回波的數量和強度進行量化。圖象上的回波通過12個色階劃分不同的強度，預警系統以十六進制編碼一一對應回波圖上的12個色階。

3、預報系統研究

3.1設計思路：

按照臨近預報的假定——假定讀取雷達回波強度圖的單個或者整個回波的強度和速度都不變。以惠州各中尺度自動站為基本點，認為迎這回波運動的方向，在不同時刻，有對應的回波將過來影響本地，產生一定的降水。如果我們把時間尺度分成的越小越能接近實況。目前雷達每6分鐘掃描一次，筆者將它進行差分，把3分鐘作為最小時間尺度。

3.2天氣分型分析

由于風暴是不斷變化的，隨著季節和影響系統不同而不同。因此將其進行分型，考慮各種風暴在雷達各種產品中的表現，筆者引進了以下幾個判據：

A是否有中氣旋；B是否有回波頂；C是否有鉤狀回波；D速度圖中是否有湍流

如果回波強度圖上能滿足一個或一個以上的條件，應該認為該風暴將會有所發展。由于季節不同，應該考慮不同季節重點考慮不同的判據。

3.3風暴速度分析

回波速度提取，評估很多速度資料，認為回波移動主要是受環境風的影響。本系統由于用的是香港雷達資料，因此筆者主要采用的是香港的風廓線資料。考慮風暴的上游，應該綜合考慮，惠州西側的廣州雷達風場，東北側梅州的風場和東側汕頭的風場的情況，同時也參考58號雷達產品（雷達顯示終端PUP中，58號新一代天氣雷達產品風暴跟蹤信息），進行綜合分析。

2.5 顯示系統簡介

以自動站為基點，把各站點的降水預報在惠州地圖顯示出來。

4、存在的問題

4.1本系統最大的問題，是回波運動速度的擬合。

目前回波速度主要是外推出來的，雷達產品58風暴跟蹤因子目前實現數據化，技術上有一定問題，且每個風暴的速度都不會一樣，因此在擬合整個回波的運動方向和速度有一定難度。筆者采用個雷達風廓線資料，和實況也存在一定誤差，同時預報時間越長，出現方向的誤差將越大，因為速度是時時變化。

4.2回波強度的變化

雖然采用很多判據對回波的發展的進行判斷，但是往往還是不能很完整的描述回波的發展、維持和消亡情況。

4.3天氣分型后，各種指標對降水的估算的作用有待繼續研究

在不同季節里，強對流天氣在雷達資料會有各種有自己特征的現象，對出現這些現象后，降水的變化需要繼續研究。

5、小結

本系統綜合使用了雷達各種資料，能快速把各種降雨信息顯示給預報員使用，從而有效地提高了惠州地區的短時強對流天氣的預報能力，提高了我臺短時強對流天氣的預報服務質量，力爭為廣大政府部門提供最佳的決策服務。

參考文獻：

[1]張信華，余建華，犯明福等，閩北不同季節強對流天氣異同點分析【J】.氣象，2010，36（6）：29-34.

[2]曲曉波，王建捷等，2009年6月淮河中下游三次颮線過程的對比分析【J】.氣象，2010，36（6）：151-159.

[3]楊蕾，孫繼松，魏東，利用探空資料判別北京地區夏季強對流的天氣類別【J】.氣象，2011，37（2）：136-141.

[4]鄭永光，張小玲等，強對流天氣短時臨近預報業務技術進展與挑戰【J】.氣象，2010，36（7）：33-42.

[5]陳秋萍，馮晉勤，等福建強天氣短時潛勢預報方法研究【J】.氣象，2010，36（6）：28-32.

[6]趙培娟，等河南省強對流天氣診斷分析預報系統【J】.氣象，2010，36（6）：33-38.

作者簡介：

杜小松（1977-），男，大學，工程師，主要從事天氣預報預警工作。

基金項目：廣東省氣象局課題（編號200529）和（編號2007A）資助。