[发明专利]基于各尺度特征的冰雹预警方法

说明书

本发明公开了一种基于各尺度特征的冰雹预测方法，包括以下步骤：对环流形势进行潜势分析；提出对流潜势，分析θ_se500‑700、水汽垂直螺旋度、热力切变平流参数、湿位涡和水汽能量垂直螺旋度，以诊断预测区是否存在水汽条件、动力抬升和不稳定条件共同促进强对流发展；提出强对流潜势，通过SI指数、BLI指数、温度露点差和垂直风切变来判断预测区的冰雹发生潜势；将0℃层高度诊断量代入45dBZ回波顶高与0℃层高度的线性方程中得45dBZ回波顶高阈值，若实际回波顶高度大于等于45dBZ回波顶高阈值则可提出冰雹预警。本发明多方面多尺度的考虑了冰雹的发生发展特征，利用多种数据，采用潜势分析、诊断分析等多种方式更全面的描述了其特征，以更准确预测冰雹。

技术领域

本发明涉及气象数据监测管理技术领域，尤其涉及一种基于各尺度特征的冰雹预警方法。

背景技术

气象灾害不仅影响农业生产、人民生活，而且还危及人民的生命财产安全。国内外的学者对冰雹的研究已经很多，但在短临预报上，冰雹仍是一种难以准确预报的灾害性天气。做好冰雹的短期、临近预报及监测预警，及时开展防雹人影作业，减少冰雹造成的经济损失仍是当下气象工作者面临的一大难题。为了更好地开展防雹工作，寻找行之有效的科学人工防雹预警方法；通过分析降雹日各尺度特征和雷达回波特征，总结归纳典型特征，提炼冰雹识别指标是预测冰雹非常重要的手段之一。

现今，多个地区针对冰雹做了许多研究也得到了一些成果，其研究主要注重于对冰雹的气候特征、结构特征、识别算法分析。对于冰雹的预警方法主要依靠雷达回波，利用各尺度特征所提炼出的诊断量结合回波特征的预警方法较少；对于诊断量的分析多是统计发展变化特征，少数结合各尺度相关诊断量特征得出阈值用于预报预警。

有科研工作者将螺旋度和其他诊断量结合,分析诊断强对流的发生发展,例如能量螺旋度,就是将螺旋度与反映能量作用的对流有效位能结合起来进行应用,反映动力和能量对强对流天气发展的共同效应,对强风暴及其类型的预报有指示意义。有科研工作者分析了螺旋度作为一个动力学参数与热力场的关系,得到可以把地面相对螺旋度视为地转风或实际风引起的温度平流的一个量度的结论等。这些对研究暴雨灾害性天气和进行业务预报有着极为重要的作用。但降雹主要有三个基本条件：水汽条件、动力条件、不稳定条件。螺旋度只是一个作用比较显著的动力学诊断量，将其与水汽条件、能量条件相结合，对强对流发生发展的指示作用可能会更加明显。

同时，现有的对冰雹的研究中，多是依靠常规气象资料得到冰雹等强对流天气发生的潜在趋势。也有根据卫星资料反映的大气运动状况来判别冰雹的发生发展，但反演技术和时效性很难提前预报冰雹的发生。已有的冰雹预警方法研究中，多普勒雷达是冰雹探测和预警的重要工具，多普勒天气雷达具备了比较强的监测能力和时效性，许多专家学者利用其归纳了冰雹天气的回波特征、移动路径。但多普勒天气雷达多用于有冰雹生成的预报预警，对于冰雹生成前的潜势预警还需结合各尺度特征分析。对于多普勒天气雷达的利用，不能局限于回波的典型特征等定性分析。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于各尺度特征的冰雹预警方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于各尺度特征的冰雹预测方法，包括以下步骤：

S1，对环流形势进行潜势分析：确定是否存在小槽，若存在小槽，则确定预测区是否存在能够触发对流的地面触发系统和能够发展对流的高空维持系统，若存在则提出对流潜势；

S2，若预测区存在对流潜势，则利用诊断分析模块分析θ_se500-700、水汽垂直螺旋度、热力切变平流参数、湿位涡和水汽能量垂直螺旋度，以诊断预测区是否存在水汽条件、动力抬升和不稳定条件共同促进强对流发展，若存在则提出强对流潜势；

S3，若预测区存在强对流潜势，通过SI指数、BLI指数、温度露点差和垂直风切变来判断预测区的冰雹发生潜势；