基于突變理論的冰雹云預(yù)測研究.pdf

1、冰雹暴雨等強(qiáng)對流天氣是主要的氣象災(zāi)害，冰雹云的發(fā)展過程具有突發(fā)性強(qiáng)、移動迅速、生命和周期短等特點。目前，預(yù)報員多采用多普勒雷達(dá)回波的系列產(chǎn)品對冰雹等強(qiáng)對流天氣進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)報工作。冰雹暴雨等強(qiáng)對流天氣反映到雷達(dá)回波圖像中具有比較顯著的圖像特征，基數(shù)據(jù)等雷達(dá)觀測產(chǎn)品可以給出強(qiáng)對流天氣的空間信息，持續(xù)的觀測結(jié)果攜帶著強(qiáng)對流天氣突變的客觀規(guī)律，這些都將作為本文進(jìn)行強(qiáng)對流天氣研究的數(shù)據(jù)。
　　 首先，本文將雷達(dá)基數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成不同仰角的雷達(dá)回

2、波圖像，然后針對單一時刻及連續(xù)時間序列的雷達(dá)回波圖像進(jìn)行分析并提取特征。在獲得某一時刻的雷達(dá)回波圖像之后，進(jìn)行超折射的濾除，然后采用自動分割單體算法進(jìn)行單體分割，獲得每一個獨立的單體圖像。
　　 其次，針對每一個獨立的單體圖像進(jìn)行特征提取，包含梯度和砧區(qū)特征、輪廓方差特征、回波高度、回波強(qiáng)中心高度、云體厚度、V型缺口特征以及鉤狀特征等。這些特征從不同側(cè)面反映了冰雹和暴雨兩類極端天氣的區(qū)別，同時能夠反映冰雹等強(qiáng)對流天氣發(fā)生發(fā)展過程

3、的突變特性，實驗證明這些特征均隨著降雹可能性的增加而增加，隨冰雹等強(qiáng)對流天氣的衰亡而減小的變化趨勢。
　　 在采用突變理論對冰雹等強(qiáng)對流天氣的發(fā)展過程的預(yù)測研究中，一方面，采用突變理論評價指標(biāo)的研究方法，計算冰雹單體的突變隸屬度值來表征其降雹的可能性。另一方面，采用尖點突變模型的數(shù)學(xué)模型，分別對冰雹和暴雨的類間區(qū)分度，以及冰雹發(fā)生和發(fā)展過程的時間序列進(jìn)行了分析研究。得到的類間區(qū)分度高，對風(fēng)暴發(fā)展趨勢的預(yù)測符合客觀實際。