[发明专利]一种基于双线偏振雷达的地闪分级预警方法

权利要求书

1.一种基于双线偏振雷达的地闪分级预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将双线偏振雷达在每个距离库上的观测信息输入到式（1）的贝叶斯分类方法条件相似概率密度函数，Z_H-Z_DR、LK_DP和交叉相关系数ρ_HV的模型中，其中，Z_H是反射率因子，Z_DR是差分反射率因子，Z_H-Z_DR是指两者的联合概率密度函数；LK_DP为差分传播相位常数；经加权平均后，得到每个雷达观测距离库上的霰的概率；

（1）；

式中SF代表归一化参数，代表每个距离库上霰的后验条件概率密度函数，代表先验概率密度函数，代表条件相似概率密度函数；

S2、根据霰的概率判识每个距离库上对应位置是否为霰，并结合反射率因子反演霰质量；霰质量的反演公式如式（2）：

（2），

其中z代表线性反射率因子；

S3、利用客观对流层云分类方法，根据雷达回波纹理结构，识别对流区域作为潜在雷暴区域；

S4、在雷暴区域内计算回波顶高、垂直累计液态水含量和特定稳定层高度以上霰质量，与预设条件对比，进行预警，将地闪预警分为低频率、中等频率、高频率和无地闪，其中，垂直累计液态水含量的计算公式如式（3）：

（3），

其中，Z_i代表反射率因子，Δ_h为Z_i和Z_i+1之间的高度。

2.根据权利要求1所述的基于双线偏振雷达的地闪分级预警方法，其特征在于，步骤S1中在建立条件相似概率密度函数时，选取双线偏振雷达观测多变量统一指示霰的观测区域的数据。

3.根据权利要求1所述的基于双线偏振雷达的地闪分级预警方法，其特征在于，步骤S2中识别每个距离库上对应位置是否为霰时，将探空温度插值到雷达观测坐标高度上，输入到贝叶斯分类方法的先验概率函数中，利用温度信息和霰在垂直高度的概率，对识别结果进行约束。

4.根据权利要求3所述的基于双线偏振雷达的地闪分级预警方法，其特征在于，约束的具体方法为，将雷达观测每个距离库上的温度信息放入垂直方向先验概率密度函数中进行计算，得到相应的概率结果，并将其与步骤S1中每个距离库上的霰的概率相乘，获得最终约束结果。

5.根据权利要求1所述的基于双线偏振雷达的地闪分级预警方法，其特征在于，步骤S4中预设条件的获得方式为：

计算雷达观测资料上每个雷暴的地闪发生频率高低，得到地闪发生频率高、中、低和无地闪雷暴4类数据集，其中地闪少于或等于1次/6分钟的定义为低频率地闪，地闪为2-12次/6分钟的定义为中等频率地闪，地闪多于或等于13次/6分钟的定义为高频率地闪；

统计分析各数据集雷暴内部霰粒子含量、回波顶高和垂直累计液态水含量VIL，构建预警模型，并确定各级地闪频率下的预设条件。