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基于雷达资料利用傅立叶算法对降水过程持续性特征的研究
  • 项目名称:基于雷达资料利用傅立叶算法对降水过程持续性特征的研究
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:41105024
  • 申请代码:D0503
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2014-12-31
  • 项目负责人:程丛兰
  • 依托单位:中国气象局北京城市气象研究所
  • 批准年度:2011
中文摘要:

短时临近降水预报,特别是2~6小时的短临-数值预报降水融合预报,降水过程持续性决定了预报效果。降水过程持续性问题是降水融合预报中的关键科学问题,也是临近预报关于降水预报的关键问题。本项目基于高时空分辨率的雷达图(数据资料),采用傅立叶变换算法,分析不同类型不同阶段降水雷达图的谱空间相关性,根据雷达图的谱空间相关性的时效及目标时刻,得出降水不同阶段的持续性,确定不同类型不同阶段降水的持续性与雷达图谱空间相关性的对应关系,对降水过程持续性深入了解,提高对不同降水过程不同阶段的认识,为雷达资料的应用提供了一种方法和思路。根据降水过程持续性与雷达图谱空间相关性对应关系调节短临-数值预报融合系统中,临近预报和数值预报产品的权重系数,对提高短临预报(2~6小时)预报水平具有重要意义。

结论摘要:

准确及时的对流天气短时临近预报可以使人们在对流天气出现以前采取必要的防御措施,在灾害来临前做好充分准备,减少各种不必要的损失。对流天气短时临近预报是指对未来几小时(一般为0-6h)之内的对流天气系统及其所伴随的灾害性天气的发生、发展、演变和消亡的预报技术。在目前天气预报阶段,融合方法既考虑了雷达外推预报在预报降水系统位置的准确性,又考虑了数值模式预报反映降水系统变化的能力,避免了单个方法的局限性。降水过程持续性问题是降水融合预报中的关键科学问题,也是临近预报关于降水预报的关键问题。 本项目的主要研究内容包括以下几部分(1)降水过程的个例分析,对降水的天气形势、动力过程、雷达回波图的演变、降水时间等进行分析,得出降水过程持续性和雷达回波图关系。(2)雷达图演变分析及谱空间相关计算。基于高时空分辨率的雷达图(数据资料),采用傅立叶变换算法,分析不同类型降水雷达图的谱空间相关性,根据雷达图的谱空间相关性,得出降水的持续性,确定不同类型的降水持续性与雷达图谱空间相关性的对应关系,为雷达资料的应用提供了一种方法和思路。(3)融合个例试验及融合预报汛期检验。 本项目取得的主要成果如下(1)降水过程的持续性强弱,雷达回波上也能明显反应出来,雷达回波变化快,有可能降水持续性差,雷达回波变化慢,降水持续性强。(2)利用FFT方法求出雷达图的谱空间相关系数,得出降水过程的持续性,决定了临近预报和数值预报的融合权重分配系数,提供了不同谱空间相关系数下的融合权重分布。(3)在降水融合预报个例试验时,根据天气系统类型和雷达资料的谱空间相关性,设定融合权重,在不同情况下给两种降水场以不同的权重,由经验公式给出了不同情况下的双曲正切权重曲线,个例试验的融合预报比单一预报效果提高了。汛期检验结果也表明融合预报的整体预报能力还是提高的。 本项目研究具有重要意义短时临近降水预报,特别是2~6 小时的短临-数值预报降水融合预报,降水过程持续性决定了预报效果。根据降水过程持续性与雷达图谱空间相关性对应关系调节融合系统中,临近预报和数值预报产品的权重系数, 对提高短临预报(2~6 小时)预报水平具有重要意义。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 6
  • 7
  • 0
  • 0
  • 0
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