雷暴與強對流臨近天氣預(yù)報技術(shù)進展研究

■趙鐘博

雷暴與強對流臨近天氣預(yù)報技術(shù)進展研究

■趙鐘博

強對流天氣臨近預(yù)報業(yè)務(wù)作為國家防災(zāi)減災(zāi)工作的重點逐漸引起了人們的關(guān)注度，但就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，我國在臨近預(yù)報技術(shù)層面與發(fā)達國家相比仍然存在著某些不足之處，為此，要求當(dāng)代專家學(xué)者在科研活動開展過程中應(yīng)著重提高對雷暴及強對流天氣問題的重視，并注重在研究過程中提出臨近預(yù)測技術(shù)問題的應(yīng)對措施，推進強對流天氣監(jiān)測數(shù)據(jù)逐漸趨于精準(zhǔn)化狀態(tài)。本文從國內(nèi)外臨近預(yù)報技術(shù)進展分析入手，旨在推動我國精細(xì)化天氣預(yù)報工作的有序開展。

雷暴強對流天氣預(yù)報技術(shù)

0　前言

隨著當(dāng)代科研技術(shù)的不斷發(fā)展，F(xiàn)Y-4氣象衛(wèi)星、GOES-R衛(wèi)星等技術(shù)手段逐漸涌現(xiàn)出來，實現(xiàn)對雷暴與強對流天氣的識別、預(yù)測。同時，由于強對流天氣的顯現(xiàn)將以龍卷風(fēng)、強降水等形式誘發(fā)自然災(zāi)害問題，因而在此基礎(chǔ)上，為了降低災(zāi)害性天氣所帶來的危害性，要求我國政府部門在管理工作實施過程中應(yīng)注重鼓勵當(dāng)前臨近天氣預(yù)報技術(shù)研究工作的展開，由此來提升我國天氣識別、預(yù)測能力，最終就此打造良好的生活空間。

1　國內(nèi)外臨近預(yù)報技術(shù)進展分析

從國內(nèi)研究視角角度來看，陳明軒等學(xué)者在研究活動開展過程中為了全面掌控到臨近預(yù)報技術(shù)進展，在科研研究過程中將風(fēng)暴體作為研究對象，并注重利用雷達識別功能對風(fēng)暴體數(shù)據(jù)進行識別、追蹤，且注重建構(gòu)概念模型對數(shù)值預(yù)報技術(shù)等展開了探討行為。而從國外研究視角來看，1978年，為了實現(xiàn)對災(zāi)害性天氣的預(yù)測，Rinehart在研究活動開展過程中為了實現(xiàn)對雷暴的精準(zhǔn)化識別，提出了TREC算法，而Li在雷暴評估過程中亦注重綜合Rinehart成功經(jīng)驗，推出了COTREC算法，同時此算法被廣泛應(yīng)用實踐研究工作中。例如，我國學(xué)者曾小團在雷暴預(yù)測過程中即強調(diào)了對COTREC算法的應(yīng)用，最終由此實現(xiàn)了對風(fēng)暴信息的識別、預(yù)警，達到了最佳的研究狀態(tài)[1]。

概念模型預(yù)報技術(shù)，即要求學(xué)者在研究活動開展過程中應(yīng)注重收集、分析雷達觀測數(shù)據(jù)或氣象衛(wèi)星資料等，同時注重在科學(xué)研究工作開展過程中基于數(shù)據(jù)整合的基礎(chǔ)上建構(gòu)概念模型，且設(shè)置NCAR等專家系統(tǒng)，最終由此達到臨近預(yù)報技術(shù)研究目的，并就此提升研究結(jié)果的精準(zhǔn)性。

2　雷暴與強對流臨近天氣預(yù)報技術(shù)進展

2.1SCIT

SCIT，即跟蹤算法由NSSL所提出，其要求相關(guān)專家學(xué)者在研究工作開展過程中應(yīng)注重依據(jù)風(fēng)暴單體現(xiàn)狀，設(shè)定閥值，同時注重將三維雷暴數(shù)據(jù)全部識別出來，且跟蹤雷暴位置，最終確定位置的具體信息，例如，某學(xué)者在科學(xué)研究工作開展過程中為了識別、跟蹤風(fēng)暴單體，即注重強調(diào)了對加權(quán)外推預(yù)報技術(shù)的應(yīng)用，最終由此獲知雷暴單體質(zhì)心信息，即15、30、45min位置信息，且以SCIT算法將平均數(shù)據(jù)誤差控制為5km。為此，美國在雷暴與強對流天氣預(yù)測工作開展過程中為了提升整體工作效率，亦將SCIT算法納入到WSR-88D中。另外，就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，我國預(yù)報員在臨近預(yù)報工作開展過程中基于對風(fēng)暴單體追蹤的基礎(chǔ)上，亦注重對STI臨近天氣預(yù)報產(chǎn)品的應(yīng)用，同時將SCIT算法貫穿于STI中，由此滿足當(dāng)前災(zāi)害性天氣預(yù)防工作開展需求，達到最佳的自然災(zāi)害預(yù)防狀態(tài)[2]。從以上的分析中即可看出，SCIT算法的應(yīng)用有助于雷暴雨天氣信息的整合，為此，應(yīng)強化對其的應(yīng)用。

2.2TREC

TREC雷暴與強對流臨近天氣預(yù)報技術(shù)進展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，Rinehart等人在研究工作開展過程中為了實現(xiàn)對雷暴天氣數(shù)據(jù)的綜合，以圖像特征識別、追蹤技術(shù)等優(yōu)勢條件開發(fā)了TREC。TREC技術(shù)手段在應(yīng)用過程中旨在要求預(yù)報員在天氣預(yù)測工作開展過程中應(yīng)注重強調(diào)對某一仰角進行掃描，同時注重基于掃描工作開展的基礎(chǔ)上，對回波進行跟蹤處理，且以跟蹤數(shù)據(jù)整合的形式建構(gòu)直角坐標(biāo)，最終由此達到臨近天氣預(yù)報目的；

第二，CTREC基于TREC技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)，該技術(shù)手段在應(yīng)用過程中為了實現(xiàn)對臨近天氣的預(yù)報，要求相關(guān)工作人員在實際工作開展過程中應(yīng)注重參照雷達資料，將跟蹤區(qū)域劃分為“m×m”個像素，同時確保在區(qū)域劃分過程中將其尺寸控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，由此達到高效率回波跟蹤效果[3]。此外，在CTREC技術(shù)應(yīng)用過程中，亦要求預(yù)報員應(yīng)注重強調(diào)對Z-R關(guān)系的應(yīng)用，繼而獲取累積雨量預(yù)報數(shù)據(jù)。例如，英國NIMROD在臨近天氣預(yù)報工作開展過程中即強調(diào)了對TREC的應(yīng)用。

2.3衛(wèi)星云圖

20世70年代，衛(wèi)星云圖即逐漸引起了人們的關(guān)注度，同時有助于衛(wèi)星云圖在應(yīng)用過程中具備輔助強對流天氣。如，冰雹等識別工作的優(yōu)勢，因而在當(dāng)前災(zāi)害性天氣研究工作開展過程中應(yīng)著重提高對其的重視程度，并注重利用衛(wèi)星云圖所提供的可見光云圖、紅外云圖等信息對對流層狀況進行判斷，且全面掌控到對流層頂溫度狀況，最終由此滿足預(yù)測工作需求。此外，基于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，為了更好的發(fā)揮衛(wèi)星云圖功能，致力于在衛(wèi)星云圖功能開發(fā)過程中增設(shè)“V”型特征，且確保開口對準(zhǔn)下風(fēng)向，從而為預(yù)報員預(yù)報工作的展開提供較為精準(zhǔn)的指示信息，并實現(xiàn)對雷暴大風(fēng)、龍卷風(fēng)等不同強對流臨近天氣的識別。從以上的分析中即可看出，衛(wèi)星云圖有利于臨近天氣的識別，為此，應(yīng)提高對其的重視程度。

3　結(jié)論

綜上可知，雷暴或強對流臨近天氣在預(yù)報工作開展過程中仍然存在著某些不足之處，影響到了整體預(yù)報結(jié)果的精準(zhǔn)度。為此，科研學(xué)者在研究工作開展過程中應(yīng)著重提高對此問題的重視程度，并注重針對衛(wèi)星云圖、SCIT、TREC等臨近天氣預(yù)報技術(shù)進展展開探究行為，由此全面掌控到臨近天氣預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢特點，繼而由此實現(xiàn)對雷暴單體數(shù)據(jù)的識別，并實現(xiàn)對雷暴、龍卷風(fēng)等天氣的跟蹤，提升整體天氣預(yù)測結(jié)果，規(guī)避自然災(zāi)害等問題的凸顯。

[1]鄭永光，張小玲，周慶亮等.強對流天氣短時臨近預(yù)報業(yè)務(wù)技術(shù)進展與挑戰(zhàn) [J].氣象，2010，14（07）：33-42.

[2]鄭永光，周康輝，盛杰等.強對流天氣監(jiān)測預(yù)報預(yù)警技術(shù)進展 [J].應(yīng)用氣象學(xué)報，2015，12（06）：641-657.

[3]藍渝，張濤，鄭永光等.國家級中尺度天氣分析業(yè)務(wù)技術(shù)進展Ⅱ：對流天氣中尺度過程分析規(guī)范和支撐技術(shù) [J].氣象，2013，12（07）：901-910.

P45[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-459-1