雷暴與強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報技術(shù)進(jìn)展

摘 要：近幾年來，社會迅猛發(fā)展，氣象信息技術(shù)也為了適應(yīng)社會發(fā)展的需要，不斷的改革，氣象服務(wù)的需求量明顯增加，尤其是強(qiáng)對流天氣臨近預(yù)報技術(shù)一直以來都是國家和社會關(guān)注的重心，技術(shù)成熟才能夠有效開展防災(zāi)減災(zāi)的工作。從目前的發(fā)展來看，我國強(qiáng)對流天氣臨近預(yù)報技術(shù)還存在有很多可上升的空間，也正是因?yàn)檫@個原因，本文將重心放在了目前國內(nèi)外先進(jìn)的臨近天氣預(yù)報的技術(shù)發(fā)展上。

關(guān)鍵詞：雷暴;強(qiáng)對流天氣;臨近預(yù)報技術(shù)

一直以來國家和社會都對氣象服務(wù)工作予以重視，氣象服務(wù)的質(zhì)量極大的影響了農(nóng)業(yè)和種植業(yè)的開展。臨近預(yù)報主要是利用雷達(dá)和衛(wèi)星云圖對短時間里發(fā)生明顯變化的天氣現(xiàn)象進(jìn)行及時預(yù)報。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，臨近天氣預(yù)報技術(shù)也在不斷完善，在發(fā)展過程中，我國的天氣預(yù)報也借鑒了國內(nèi)外優(yōu)秀的經(jīng)驗(yàn)，在很短的時間里發(fā)展勢頭迅猛。

一、臨近天氣預(yù)報的技術(shù)現(xiàn)狀

從目前的發(fā)展來看，國內(nèi)外學(xué)者在對臨近天氣預(yù)報技術(shù)進(jìn)行研究時，為了能夠更好的了解和掌握該技術(shù)，主要是將風(fēng)暴體作為主要的研究對象，建立在雷達(dá)識別功能的基礎(chǔ)之上，對風(fēng)暴體產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的分析，并就構(gòu)建概念模型給數(shù)值預(yù)報技術(shù)產(chǎn)生的影響進(jìn)行深入的剖析。國外，很多學(xué)者為了能夠更加精準(zhǔn)的預(yù)測雷暴和強(qiáng)對流天氣，主要采取了TREC算法;一些學(xué)者在前人的基礎(chǔ)上，提出了COTREC算法，并且該算法在實(shí)踐過程中有了較為廣泛的應(yīng)用。我國在使用COTREC算法時，也較為成功，能夠及時有效的預(yù)測出雷暴和強(qiáng)對流臨近天氣。

此外，新研究出來的概念模型預(yù)報技術(shù)，需要對雷達(dá)監(jiān)測到的各類數(shù)據(jù)、資料進(jìn)行整合分析，并在此基礎(chǔ)上建立模型，完善NCAR系統(tǒng)，對臨近天氣進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)報。

二、雷暴和強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報技術(shù)

1.跟蹤雷達(dá)回波

它是臨近天氣預(yù)報主要的技術(shù)之一，跟蹤雷達(dá)回波是圖像特征識別和追蹤技術(shù)，簡稱為TREC。最初的算法是借助交叉方法跟蹤雷達(dá)某個仰角掃描構(gòu)成錐面上，對雷暴和強(qiáng)對流天氣預(yù)報技術(shù)的應(yīng)用主要是從以下幾個層面出發(fā)：首先，在技術(shù)開發(fā)初期，為了能夠獲得雷暴和強(qiáng)對流天氣的相關(guān)數(shù)據(jù)，在研究時，專家為了能夠及時的獲得數(shù)據(jù)，就需要通過圖像數(shù)據(jù)識別以及鄰近天氣預(yù)報技術(shù)，選用了TREC算法。在實(shí)際的運(yùn)用過程中，預(yù)報員需要采用交叉算法對雷達(dá)某個仰角的某個回波型進(jìn)行跟蹤，根據(jù)結(jié)果，做好處理工作，實(shí)現(xiàn)回波的跟蹤，整理獲得的雷暴數(shù)據(jù)，建成圖像，及時的對雷暴和強(qiáng)對流天氣進(jìn)行預(yù)警;其次，根據(jù)TREC的算法，專家進(jìn)行完善，形成了CTREC技術(shù)，是用在垂直坐標(biāo)上，這項(xiàng)技術(shù)要想能夠及時的檢測雷暴和強(qiáng)對流天氣，就要求觀測人員借助雷達(dá)提供各項(xiàng)資料，并且在跟蹤區(qū)域形成多個像素，得到的尺寸大小限定在固定范圍里，如果尺寸太大，回波分辨率就會降低，如果尺寸太小，獲得的數(shù)據(jù)相對較少，很難截取有用的信息。

2.風(fēng)暴單體識別和跟蹤算法

在研究時，首先要分析風(fēng)暴單體的形狀，從小到大設(shè)置閾值，將雷暴單體識別出來，同時對三維雷暴數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得三維雷暴的質(zhì)心坐標(biāo)。然后在跟蹤雷暴的基礎(chǔ)之上，比較前后雷暴的位置;最后，根據(jù)已經(jīng)掌握的信息，對下一次可能出現(xiàn)的雷暴和強(qiáng)對流天氣進(jìn)行預(yù)測。美國專家為了能夠?qū)妆┖蛷?qiáng)對流天氣進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，將SCIT算法加入到WSR-88D中，SCIT算法是其中最為基礎(chǔ)和核心的部分。我國有關(guān)工作人員在對臨近天氣進(jìn)行預(yù)報時，除了實(shí)時跟蹤風(fēng)暴單體之外，還加入了STI臨近天氣預(yù)報技術(shù)，SCIT和STI的巧妙融合，能夠?qū)崟r監(jiān)測出雷暴這種惡劣天氣，減少自然災(zāi)害帶來的損失。由此可見SCIT算法在雷暴和對流臨近天氣預(yù)報上意義重大，如果該技術(shù)能夠靈活的應(yīng)用到實(shí)踐中，能夠幫助做好雷暴和強(qiáng)對流天氣的監(jiān)測。

3.衛(wèi)星云圖

衛(wèi)星云圖主要是利用氣象衛(wèi)星衛(wèi)星云圖主要是氣象衛(wèi)星從上到下觀測到的地球上云層覆蓋和地表面的圖像，在其出現(xiàn)之后，就得到了人們的廣泛關(guān)注。通過衛(wèi)星云圖和水汽圖反饋的信息，我們能夠?qū)α鲗拥那闆r有一個更加深刻的認(rèn)識，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢測的目標(biāo)。為了能夠更加靈活的應(yīng)用衛(wèi)星云圖獲取信息，研究團(tuán)隊(duì)在原有的基礎(chǔ)之上又進(jìn)行了完善，在確保開口向下的前提下，幫助預(yù)報員更加準(zhǔn)確的預(yù)測信息，對龍卷風(fēng)、冰雹等天氣系統(tǒng)能夠及時識別，預(yù)測他們未來發(fā)展的趨勢，為臨近天氣預(yù)報奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高預(yù)報結(jié)果的準(zhǔn)確率。

4.數(shù)值預(yù)報模式

（1）提供最新的環(huán)境參數(shù)

雷暴和強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報是氣象服務(wù)的重要組成部分，伴隨著臨近預(yù)報技術(shù)的發(fā)展和穿心，高分辨率數(shù)值預(yù)報模式在雷暴和強(qiáng)對流臨近天氣中有了較為廣泛的運(yùn)用。高分辨率數(shù)值預(yù)報模式的優(yōu)點(diǎn)主要是能夠在最短時間里給惡劣天氣提供最新的參數(shù)值，確保天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性。

（2）天氣預(yù)報的時效得以延長

高分辨率數(shù)值預(yù)報模式在雷暴和強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報中，可以結(jié)合雷達(dá)回波外推進(jìn)延長天氣預(yù)報的時效。如果能夠?qū)⒏叻直媛蕯?shù)值預(yù)報結(jié)果和雷達(dá)回波外推巧妙結(jié)合起來，雷暴和強(qiáng)對流臨近天氣預(yù)報模式就能得到優(yōu)化，天氣有用時效會大大延長，能夠更好的對惡劣天氣進(jìn)行及時的預(yù)測。

三、結(jié)語

近幾年來，人們對雷暴和強(qiáng)對流天氣帶來的氣象災(zāi)害加以關(guān)注，也開始重視天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性。在把握強(qiáng)對流天氣技術(shù)發(fā)展的過程中，要對天氣監(jiān)測和天氣預(yù)報技術(shù)進(jìn)行改革。要將SCIT、TITAN、TREC以及衛(wèi)星云圖靈活的應(yīng)用到實(shí)踐中，也在某種層面上推動著雷暴檢測技術(shù)健康有序的發(fā)展。在過程中不只是要考慮預(yù)報天氣時面臨的困難，還要從長遠(yuǎn)出發(fā)，從整體把握，建議創(chuàng)新和進(jìn)步作為發(fā)展理念，為天氣預(yù)報檢測提供技術(shù)支持;盡可能的提高預(yù)測效果，做好實(shí)時預(yù)測工作，提高結(jié)果的準(zhǔn)確性，提前預(yù)測出可能會發(fā)生的災(zāi)害，將損失降到最低。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：李元元（1982-10-）籍貫，山西陽高，目前職稱，工程師，最高學(xué)歷，大學(xué)本科，研究方向，主要從事短臨預(yù)報，為農(nóng)服務(wù)，防災(zāi)減災(zāi)。