降水的臨近預(yù)報(bào)一直是預(yù)報(bào)難題,基于雷達(dá)回波外推的臨近預(yù)報(bào)技術(shù)雖已成熟,但不能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出降水系統(tǒng)生消趨勢(shì);通過同化多普勒天氣雷達(dá)資料等改善數(shù)值模式初始場(chǎng)的數(shù)值預(yù)報(bào)也還不夠完善,其自身存在“spin-up”的問題。因此,將兩種預(yù)報(bào)方法進(jìn)行融合,是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外臨近預(yù)報(bào)方法研究的重要方向。本文擬從雷達(dá)回波外推算法、數(shù)值模式預(yù)報(bào)、雷達(dá)外推預(yù)報(bào)與數(shù)值預(yù)報(bào)融合算法這三個(gè)方面著手,嘗試一種可用于臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的融合預(yù)報(bào)方法,為降水臨近預(yù)報(bào)提供參考價(jià)值。主要內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）采用局部光流法對(duì)廣東省4次不同類型降水過程進(jìn)行雷達(dá)回波外推預(yù)報(bào)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:光流法對(duì)大范圍降水或具有旋轉(zhuǎn)性運(yùn)動(dòng)特征的臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)降水預(yù)報(bào)時(shí)效性能長(zhǎng)達(dá)2小時(shí);對(duì)強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)降水預(yù)報(bào)時(shí)效至少可達(dá)1小時(shí),但需要提高對(duì)回波強(qiáng)度的預(yù)報(bào)效果。這是因?yàn)楣饬魉惴▋H考慮了回波運(yùn)動(dòng)矢量的變化,只能得到準(zhǔn)確的位置預(yù)報(bào),忽略了垂直方向上對(duì)流的發(fā)展,不能估測(cè)回波強(qiáng)度。此外,采用預(yù)報(bào)評(píng)分方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行定量分析表明:所有個(gè)例的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性都隨著預(yù)報(bào)時(shí)長(zhǎng)的增加呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。（2）本研究選取了中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式WRF及其三維變分同化系統(tǒng),對(duì)上述四種不同類型降水過... 

【文章來(lái)源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光流矢量場(chǎng)（a）

南京信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文14法的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性。圖2.3是四次降水過程中關(guān)鍵時(shí)刻的雷達(dá)回波圖，分別為2014年3月30日（世界時(shí)，下同）颮線降水過程（圖2.3a），2013年2月4日大范圍降水過程（圖2.3b），2013年9月22日臺(tái)風(fēng)降水過程（圖2.3c）和2013年3月19日局地強(qiáng)對(duì)流降水過程（圖2.3d）。表2.1簡(jiǎn)要描述了各降水過程的變化特征。圖2.3四次降水過程雷達(dá)回波圖(a)2014年3月30日颮線降水過程(b)2013年2月4日大范圍降水過程(c)2013年9月22日臺(tái)風(fēng)降水過程(d)2013年3月19日局地強(qiáng)對(duì)流降水過程表2.1四次降水過程雷達(dá)回波和降水的變化特征四次降水過程雷達(dá)回波特征逐小時(shí)降水演變特征2014年3月30日21:00-31日06:00颮線降水過程初生階段，颮線由兩個(gè)強(qiáng)回波單體合并加強(qiáng)形成，逐漸形成弓狀回波，中心強(qiáng)度達(dá)到55dBZ。23:00時(shí)左右，颮線中心正好經(jīng)過廣州測(cè)站。31日00:00時(shí)左右，颮線后部層狀云范圍增大，回波強(qiáng)度集中在30~35dBZ。對(duì)流云從廣東省西北部向東南方向移動(dòng)，降水呈現(xiàn)帶狀分布，為東北—西南走向，強(qiáng)降水中心明顯，最大降水中心出現(xiàn)在廣東省中部地區(qū)，最大降水量為160mm，雨強(qiáng)在40mm/h以上。2013年2月4日05:00-24:00大范圍降水過程層狀云回波范圍大，基本未發(fā)生位置變化；大部分回波強(qiáng)度為15~35dBZ，僅對(duì)流單體的回波強(qiáng)度達(dá)到了40~45dBZ。隨后，對(duì)流單體消散。降水范圍大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，弱降水強(qiáng)度為0~4mm/h，降水中心強(qiáng)度達(dá)到8~10mm/h。2013年9月21日23:00-23日03:00臺(tái)風(fēng)降水過程22日00時(shí)左右，廣東省東南部出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)螺旋雨帶回波，排列走向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。廣東省沿海地區(qū)出現(xiàn)大雨或暴雨，降水范圍大，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，在臺(tái)（a）（b）（c）（d）

第二章基于雷達(dá)回波外推技術(shù)的降水預(yù)報(bào)17達(dá)回波的生消變化預(yù)報(bào)效果較差。由于是大范圍系統(tǒng)性回波中內(nèi)嵌的對(duì)流單體，且單體移動(dòng)不明顯，從整體來(lái)看，光流法對(duì)該降水系統(tǒng)預(yù)報(bào)效果較好。圖2.52013年2月4日10時(shí)雷達(dá)外推預(yù)報(bào)圖和對(duì)應(yīng)實(shí)況圖（黑色實(shí)線是雷達(dá)反射率因子為30dBZ（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于評(píng)分最優(yōu)化的模式降水預(yù)報(bào)訂正算法對(duì)比[J]. 吳啟樹,韓美,劉銘,陳法敬.  應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2017(03)
[2]光流法及其在臨近預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J]. 曹春燕,陳元昭,劉東華,李程,李輝,賀佳佳.  氣象學(xué)報(bào). 2015(03)
[3]雷達(dá)回波預(yù)測(cè)極端暴雨概率方法構(gòu)建原理與應(yīng)用研究[J]. 王堅(jiān)紅,黃維,王群,苗春生,張志剛,徐良謀.  高原氣象. 2015(02)
[4]改進(jìn)的光流法在回波外推預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J]. 張蕾,魏鳴,李南,周生輝.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(32)
[5]基于雷達(dá)回波外推和中尺度模式預(yù)報(bào)的短時(shí)降水對(duì)比分析[J]. 王丹,王改利,劉黎平,鐘水新.  高原氣象. 2014(03)
[6]降水偏差訂正的頻率(或面積)匹配方法介紹和分析[J]. 李俊,杜鈞,陳超君.  氣象. 2014(05)
[7]基于雷達(dá)外推臨近預(yù)報(bào)和中尺度數(shù)值預(yù)報(bào)融合技術(shù)的短時(shí)定量降水預(yù)報(bào)試驗(yàn)[J]. 程叢蘭,陳明軒,王建捷,高峰,楊漢賢.  氣象學(xué)報(bào). 2013(03)
[8]新一代中尺度預(yù)報(bào)模式（WRF）國(guó)內(nèi)應(yīng)用進(jìn)展[J]. 王曉君,馬浩.  地球科學(xué)進(jìn)展. 2011(11)
[9]計(jì)算幾何法在風(fēng)暴識(shí)別中的應(yīng)用[J]. 徐月飛,顧松山,黃興友,何建新.  熱帶氣象學(xué)報(bào). 2011(02)
[10]一種基于多種資料融合技術(shù)的短時(shí)臨近預(yù)報(bào)方法[J]. 顏瓊丹,蘇洵,韋慶華,曾小團(tuán).  氣象研究與應(yīng)用. 2010(04)

碩士論文
[1]基于天氣雷達(dá)反演的參量和光流法在回波外推中的應(yīng)用研究[D]. 劉燕斐.南京信息工程大學(xué) 2019
[2]雷達(dá)資料在高分辨率快速循環(huán)同化中的應(yīng)用研究[D]. 文秋實(shí).成都信息工程大學(xué) 2017
[3]基于和聲優(yōu)化算法的研究與應(yīng)用[D]. 張彪.聊城大學(xué) 2015
[4]江淮流域夏季局地強(qiáng)降水預(yù)警預(yù)報(bào)方法研究[D]. 黃維.南京信息工程大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3565564