【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及風暴預警，尤其涉及一種強對流風暴識別預警方法與系統、系統及設備。
技術介紹
1、強對流天氣是對流風暴發展達到一定強度后產生的劇烈天氣現象，包括冰雹(大于5cm)、雷暴大風（大于17.2m/s）、短時強降水（大于20mm/h）等災害性天氣。強對流天氣是小概率事件，具有突發性、生命史短、局地性強、易致災等特點，難以利用常規探測手段對其進行有效監測。
2、近年來，隨著傳統單偏振雷達進行雙偏振升級，即在原有水平方向探測基礎上增加垂直方向探測，其雷達產品除了反射率因子（zh）、徑向速度和譜寬外，還增加了差分反射率（zdr）、比差分相位（kdp）和相關系數（cc或ρhv）等偏振參量，獲得比傳統雷達更多有關降水粒子形狀和相態等微觀物理信息。國內外對雙偏振雷達相關研究主要集中在降水粒子相態識別（bringi等，1984；劉黎平等，1996；kumjian等，2013；潘佳文等，2020；吳福浪等，2023）和降水估測（brandes等，2003；李宗飛等，2015；汪舵等，2017）。
3、隨著雙偏振雷達業務化的推進如何客觀定量化上述雙偏振雷達特征并且將上述特征作為預測未來強對流風暴可能出現的區域和量級是本領域研究的重點問題之一。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提出一種強對流風暴識別預警方法，以解決目前雙偏振雷達業務不能較好的應用到預測未來強對流風暴可能出現的區域和災害等級上的問題。
2、基于上述目的，本專利技術提供了一種強對流風
3、s1：讀取多部范圍交叉的雙偏振雷達單站觀測原始數據，獲得指定范圍內三維雙偏振量雷達觀測拼圖；
4、s2：獲取基于自動站點觀測的強對流風暴等級及落區結果，根據自動站點觀測的強對流風暴等級及落區結果對指定范圍內的格點進行插值，得到一個基于自動站點觀測的第一強對流風暴影響范圍，對第一強對流風暴影響范圍中的格點根據強對流風暴等級賦值災害等級，第一強對流風暴影響范圍水平分辨率以及范圍與雷達觀測拼圖的水平分辨率以及范圍一致；
5、s3：對雷達觀測拼圖進行分析加工形成雷達風暴單體識別結果，獲得雷暴單體三維覆蓋區域信息，通過雙偏振雷達單站觀測獲得雷暴單體三維覆蓋區域中每個格點上的、、、、、的實時數據；
6、其中，即0℃高度層以上風暴單體中最大的kdp值；
7、即0℃高度層以上風暴單體中最大的zdr值；
8、即0℃高度層以上風暴單體中最大的kdp值所在高度；
9、即0℃高度層以上風暴單體中最大的zdr值所在高度；
10、即環境場0℃以上每個格點上kdp值做垂直累加值；
11、即環境場0℃以上每個格點上zdr值做垂直累加值；
12、s4：獲得歷史上出現強對流風暴時對應格點上、、、、、的歷史數據，基于、、、歷史數據，設定強對流風暴閾值，基于、歷史數據設定范圍下限值；
13、s5：將、、、的實時數據與強對流風暴閾值進行比對，判斷是否出現強對流風暴，如果判斷出現，則根據雷達每個格點上、的實時數據與范圍下限值進行比較，獲得第二強對流風暴影響范圍，第二強對流風暴影響范圍水平分辨率以及范圍與雷達觀測拼圖的水平分辨率以及范圍一致;
14、s6：對第一強對流風暴影響范圍和第二強對流風暴影響范圍內相互對應的格點上的數據進行比較判斷，獲得判斷結果，基于判斷結果獲得第三強對流風暴影響范圍及災害等級進行預警。
15、可選的，所述對第一強對流風暴影響范圍中的格點根據強對流風暴等級賦值災害等級包括：格點強對流風暴等級8級以下賦值災害等級0，格點強對流風暴等級8級以上10級以下賦值災害等級1，格點強對流風暴等級10級以上12級以下賦值災害等級2，格點強對流風暴等級12級以上賦值災害等級3。
16、可選的，所述對第一強對流風暴影響范圍和第二強對流風暴影響范圍內相互對應的格點上的數據進行比較判斷，獲得判斷結果包括：
17、當第一強對流風暴影響范圍上格點顯示無強對流風暴，第二強對流風暴影響范圍上對應格點顯示無強對流風暴，則判斷結果為該格點范圍無強對流風暴；
18、當第一強對流風暴影響范圍上格點顯示有強對流風暴，第二強對流風暴影響范圍上對應格點顯示無強對流風暴，則判斷結果為該格點范圍無強對流風暴；
19、當第一強對流風暴影響范圍上格點顯示無強對流風暴，第二強對流風暴影響范圍上對應格點顯示有強對流風暴，則判斷結果為該格點范圍有強對流風暴，同時根據離該格點最近的三個觀測到強對流風暴等級大于8級的自動站點的距離權重反比插值出災害等級；
20、當第一強對流風暴影響范圍上格點顯示有強對流風暴，第二強對流風暴影響范圍上對應格點顯示有強對流風暴，則判斷結果為該格點范圍有強對流風暴，該格點的災害等級為第一強對流風暴影響范圍上格點顯示的災害等級。
21、可選的，所述s6步驟之后還包括對第三強對流風暴影響范圍及災害等級進行外推計算，所述外推計算包括：
22、獲得歷史雷達觀測拼圖中前后6分鐘間隔的兩個3km高度的水平偏振反射率場數據zh，基于zh，采用光流法計算3km高度的移動矢量，對移動矢量進行無輻射處理后得到最終的外推移動矢量，根據外推移動矢量利用半拉格朗日法外推第三強對流風暴影響范圍及災害等級，獲得外推范圍一；
23、根據高時空分辨率利用環境場要素融化層高度hm、1km平均混合比q1、融化層混合比qm、地面到融化層溫度遞減率t、rq=q1/12通過公式wi=5[hmrq(t2?-30+q1-2qm)]?0.5計算強對流風暴可能發生的區域，其中rq=q1/12，并將結果插值成為與雷達觀測拼圖的水平分辨率以及范圍一致的網格結果，獲得外推范圍二；
24、將所述外推范圍一和所述外推范圍二的交集進行融合，獲得最終的外推范圍三。
25、可選的，所述基于、、、歷史數據，設定強對流風暴閾值包括：
26、對多個、多個歷史數據進行統計，其中值統計范圍為0~7，值統計范圍為0-5，即數值在0以下按0計算，在7或5以上按7或5計算，分別計算獲得多個、多個歷史數據的平均值和，根據以下公式的計算結果設定強對流風暴閾值：
27、。
28、可選的，所述根據離該格點最近的三個觀測到強對流風暴等級大于8級的自動站點的距離權重反比插值出災害等級包括：
29、根據以下公式計算該格點最近的第i個自動站點到該格點的距離 d i：
30、；
31、其中（ x，y）代表該格點的世界坐標，（ x i ，y i）代表第i個自動站點的世界坐標；
32、根本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種強對流風暴識別預警方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種強對流風暴識別預警方法，其特征在于，所述對第一強對流風暴影響范圍中的格點根據強對流風暴等級賦值災害等級包括：格點強對流風暴等級8級以下賦值災害等級0，格點強對流風暴等級8級以上10級以下賦值災害等級1，格點強對流風暴等級10級以上12級以下賦值災害等級2，格點強對流風暴等級12級以上賦值災害等級3。
3.根據權利要求1所述的一種強對流風暴識別預警方法，其特征在于，所述對第一強對流風暴影響范圍和第二強對流風暴影響范圍內相互對應的格點上的數據進行比較判斷，獲得判斷結果包括：
4.根據權利要求1所述的一種強對流風暴識別預警方法，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的一種強對流風暴識別預警方法，其特征在于，所述基于、、、歷史數據，設定強對流風暴閾值包括：
6.根據權利要求3所述的一種強對流風暴識別預警方法，其特征在于，所述根據離該格點最近的三個觀測到強對流風暴等級大于8級的自動站點的距離權重反比插值出災害等級包括：
7.根據權利要求1所述
8.根據權利要求1所述的一種強對流風暴識別預警方法，其特征在于，基于WSR-88D雷達SCIT算法，對所述雷達觀測拼圖進行分析加工形成雷達風暴單體識別結果。
...【技術特征摘要】
1.一種強對流風暴識別預警方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種強對流風暴識別預警方法，其特征在于，所述對第一強對流風暴影響范圍中的格點根據強對流風暴等級賦值災害等級包括：格點強對流風暴等級8級以下賦值災害等級0，格點強對流風暴等級8級以上10級以下賦值災害等級1，格點強對流風暴等級10級以上12級以下賦值災害等級2，格點強對流風暴等級12級以上賦值災害等級3。
3.根據權利要求1所述的一種強對流風暴識別預警方法，其特征在于，所述對第一強對流風暴影響范圍和第二強對流風暴影響范圍內相互對應的格點上的數據進行比較判斷，獲得判斷結果包括：
4.根據權利要求1所述的一種強對流風暴識別預警方法，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：安晶晶，李慧敏，劉高平，劉杰，吳瑞姣，吳昭燁，
申請(專利權)人：安徽省氣象臺，
類型：發明
國別省市：
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