雷暴與強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展

周楠 賀洪彪

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)得到進(jìn)一步提高，人們對氣象服務(wù)提出了更高的要求，特別是雷暴天氣和強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)受到廣大人民社會群眾的關(guān)注，只有不斷加強(qiáng)和完善天氣預(yù)報(bào)技術(shù)，才能為各項(xiàng)防災(zāi)減災(zāi)工作順利展開。但是我國在雷暴天氣和強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)方面存在明顯的不足，還需要不斷進(jìn)行完善和加強(qiáng)。本文重點(diǎn)從臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)現(xiàn)狀上展開分析，并全面介紹雷暴及強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展?fàn)顩r。

關(guān)鍵詞：雷暴；強(qiáng)對流天氣；臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)；進(jìn)展

現(xiàn)階段我國對雷暴和強(qiáng)對流天氣的監(jiān)測方式，主要是通過各種氣象衛(wèi)星進(jìn)行有效的預(yù)測。由于雷暴和強(qiáng)對流天氣很容易導(dǎo)致各種惡劣天氣自然災(zāi)害，從而造成一定的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。所以當(dāng)下必須要加強(qiáng)對臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行研究和提高，這也是減少天氣災(zāi)害的主要措施之一，使用先進(jìn)有效的技術(shù)對臨近天氣進(jìn)行監(jiān)測，可以減少相關(guān)損失。

一、我國臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)現(xiàn)狀

當(dāng)下，我國針對臨時(shí)天氣預(yù)報(bào)技術(shù)還不夠成熟，相關(guān)學(xué)者為了更好的掌握臨時(shí)天氣預(yù)報(bào)技術(shù)，通過以風(fēng)暴和強(qiáng)對流天氣進(jìn)行研究，然后在利用雷達(dá)識別的功能，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析和研究，并把數(shù)據(jù)建立概念模型，對數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)帶來的影響進(jìn)行更深層次的分析和研究。

在國外，天氣預(yù)報(bào)專家為了能夠準(zhǔn)確無誤的對雷暴和強(qiáng)對流天氣進(jìn)行有效的監(jiān)測，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，采取TPEC算法，甚至是有的專家在TPEC算法基礎(chǔ)上研究出COTREC算法，然后在天氣預(yù)報(bào)上進(jìn)行實(shí)踐。在我國，天氣預(yù)報(bào)專家借鑒了外國成功經(jīng)驗(yàn)，對雷暴和強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行有效的監(jiān)測，從而達(dá)到預(yù)報(bào)的效果。

另外，在天氣預(yù)報(bào)行業(yè)最先進(jìn)的概念模型預(yù)報(bào)技術(shù)，在使用過程中，需要對雷達(dá)監(jiān)測數(shù)據(jù)和氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)和整理，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后把相應(yīng)的數(shù)據(jù)建構(gòu)概念模型，設(shè)置出NCAR系統(tǒng)，從而能夠?qū)εR近天氣進(jìn)行更好的研究，不斷提高臨近天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度。

二、雷暴及強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展

1.SCIT算法技術(shù)

SCIT是對單一風(fēng)暴進(jìn)行有效的識別和跟蹤算法，根據(jù)相關(guān)研究，首先要了解單一風(fēng)暴的狀況，然后按照從小到達(dá)的順序設(shè)置閥值，能夠所有的單一雷暴進(jìn)行有效的識別和跟蹤，然后分析出雷暴的具體位置。在跟蹤雷暴的過程中，還需要隨時(shí)觀察雷暴的變化，雷暴隨著時(shí)間的推移是否會發(fā)生變化。最后，根據(jù)雷暴位置信息和變化信息，推算出雷暴移動(dòng)的方向以及對當(dāng)?shù)氐貐^(qū)所帶來的影響。相關(guān)學(xué)者認(rèn)為雷暴和強(qiáng)對流天氣預(yù)測不能單純的依靠SCIT技術(shù)，無法使預(yù)報(bào)更加準(zhǔn)確，另外還需要加入WSR-88D，以內(nèi)SCIT算法比較基礎(chǔ)且也是比較核心的算法。在國內(nèi)，預(yù)報(bào)員不能只對風(fēng)暴單體進(jìn)行單獨(dú)的跟蹤，還需要使用SCIT算法技術(shù)，在把SCIT算法融入到SIL中，實(shí)現(xiàn)對臨近天氣的監(jiān)測，預(yù)防自然災(zāi)害帶來的損失。所以SCIT算法技術(shù)對于預(yù)報(bào)臨近天氣來說作用巨大，所以，當(dāng)下必須要把SCIT計(jì)算技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，有利于監(jiān)測雷暴及強(qiáng)對流天氣。

2.TREC算法技術(shù)

TREC算法采用的是雷達(dá)跟蹤技術(shù)，主要是對天氣狀況的流動(dòng)模式進(jìn)行有效的識別天氣圖片功能和跟蹤，根據(jù)TREC技術(shù)的使用可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析：第一，TREC算法技術(shù)產(chǎn)生的目的是為了對雷暴和強(qiáng)對流臨近天氣所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的綜合，從而實(shí)現(xiàn)追蹤臨近天氣預(yù)防和對圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確識別，才產(chǎn)生了TREC算法技術(shù)。TREC運(yùn)用過程中，預(yù)報(bào)員必須使用交叉算法在監(jiān)測天氣期間以仰角跟蹤雷達(dá)的回波類型。同時(shí)，根據(jù)該過程，處理反饋信息，跟蹤回波，并對雷暴進(jìn)行分類。組建成圖像，以實(shí)現(xiàn)對雷暴和強(qiáng)對流天氣的及時(shí)預(yù)警。第二，在TREC算法技術(shù)上研究出新的技術(shù)CTREC，主要用于垂直坐標(biāo)。為了讓該技術(shù)能夠達(dá)到有效的監(jiān)測，必須要與雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的結(jié)合，并且跟蹤區(qū)域演變?yōu)槎鄠€(gè)像素，然后把獲得大小保持在固定范圍內(nèi)，如果尺寸太大，則回波分辨率太低，如果太小，并且獲的數(shù)據(jù)太小而有效信息不能被截取。TREC算法最大的特點(diǎn)就是由于在跟蹤過程中跟蹤可調(diào)整大小的方形區(qū)域，它可以改變雷達(dá)回波的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。結(jié)合Z-R關(guān)系，可以有效的分析出反射率因子，計(jì)算出降水區(qū)域的發(fā)生的概率以及降水量。

3.TITAN

TITAN，即雷暴識別跟蹤分析和臨近預(yù)報(bào)技術(shù)，SCIT技術(shù)與TITAN技術(shù)都屬于外推系統(tǒng)，可以有效的預(yù)測對流風(fēng)暴發(fā)生變化。TITAN技術(shù)主要以雷達(dá)為中心形成的垂直坐標(biāo)，雷暴與強(qiáng)對流的回波強(qiáng)度范圍在35dbz以上，體積范圍在50M3以上。TITAN對雷達(dá)沒有具體的要求，可以是單個(gè)也可以是多個(gè)。TITAN技術(shù)最大的好處就是可以有效簡單的識別雷暴與強(qiáng)對流，準(zhǔn)確定位雷暴的具體位置，還能掌握雷暴發(fā)生的面積和大小，采用相關(guān)技術(shù)對雷暴發(fā)生狀況進(jìn)行模式，確認(rèn)雷暴發(fā)生的區(qū)域面積。TITA技術(shù)的好處就是掌握雷暴發(fā)生面積的大小，還有發(fā)生的具體位置，使對雷暴監(jiān)測的精確率又得到進(jìn)一步提高。隨著科技不斷發(fā)展，相關(guān)人員對TITAN技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善，想全面提高雷暴單體識別的精確率。

三、結(jié)語

近幾年來，惡劣天氣的現(xiàn)象是越來越多，給社會帶來的災(zāi)害也是越來越嚴(yán)重，那么對雷暴和強(qiáng)對流天氣的監(jiān)測就顯得十分重要，當(dāng)下需求不斷加強(qiáng)對雷暴和強(qiáng)對流天氣預(yù)報(bào)技術(shù)的深化研究，需要進(jìn)一步提升。在明確目標(biāo)的前提，還需要加強(qiáng)相關(guān)天氣的監(jiān)測和完善天氣預(yù)報(bào)技術(shù)。不斷采用SCIT、TITAN和TREC等技術(shù)進(jìn)行多方位應(yīng)用，全面提高雷暴與強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)。臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)只是暫時(shí)的困難點(diǎn)，隨著天氣的惡劣變化，在未來還需要多種技術(shù)對天氣進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)報(bào)，需要不斷創(chuàng)新和發(fā)展，提供更多的監(jiān)測預(yù)報(bào)技術(shù)，提高預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確度，避免天氣災(zāi)害帶來的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。

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