基于邊界層輻合線的強(qiáng)對流天氣預(yù)測.pdf

1、強(qiáng)對流天氣給我國人民的社會生活帶來巨大的影響，而現(xiàn)階段短時(shí)強(qiáng)對流天氣預(yù)報(bào)對于強(qiáng)風(fēng)暴的預(yù)測，主要依靠預(yù)報(bào)人員的經(jīng)驗(yàn)知識來分析推斷。在強(qiáng)對流天氣形成的前期，在天氣系統(tǒng)中會存在著一些預(yù)示災(zāi)害的氣象學(xué)特征--邊界層輻合線。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，依據(jù)強(qiáng)對流天氣的形態(tài)發(fā)展，可以借助模式識別的基本理論和圖像處理的相關(guān)技術(shù)，使強(qiáng)風(fēng)暴的預(yù)報(bào)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動化。在減少預(yù)報(bào)人員主觀性的同時(shí)提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，并且為預(yù)報(bào)人員提供預(yù)測的理論依據(jù)。
　　

2、本文就強(qiáng)對流天氣形成前期的氣象學(xué)特征--邊界層輻合線提出了一種自動識別提取方法，該方法具有較好的普適性和魯棒性，并能獲得令人滿意的處理結(jié)果，同時(shí)提取出輻合線區(qū)域附近的一些氣象學(xué)特征，并對利用邊界層輻合線對強(qiáng)對流發(fā)展序列的研究做了簡要的分析介紹。本文主要完成了以下兩部分工作：
　　 一、邊界層輻合線的自動提取。輻合線在反射率圖上表現(xiàn)得較復(fù)雜，一般呈現(xiàn)一種無規(guī)則的彎延的、有岔路的帶狀結(jié)構(gòu)，無法使用常規(guī)的形狀識別方法進(jìn)行分割提取。本文

3、使用探測窗算法用于提取這種具有復(fù)雜背景的非規(guī)則帶狀區(qū)域。其中，加大探測窗的尺度、修改探測條件、設(shè)計(jì)探測路徑并對帶狀區(qū)域的尾部進(jìn)行處理，使算法的運(yùn)行速度更快、準(zhǔn)確率提高、誤識率降低。然后，通過帶狀復(fù)雜度的計(jì)算來完成對帶狀結(jié)構(gòu)的濾波；抽取骨架，剪除短枝。得到基本的邊界層輻合線。
　　 二、依照輻合線擬合的直線提取輻合線兩側(cè)等距離的速度場信息，根據(jù)輻合線兩側(cè)速度值的差異推斷輻合線的運(yùn)動方向和風(fēng)暴的運(yùn)動發(fā)展，并且可以對識別出的輻合線進(jìn)行

4、再一次的去偽存真。在短時(shí)預(yù)報(bào)系統(tǒng)中對強(qiáng)對流天氣的預(yù)報(bào)有一個(gè)時(shí)間量的要求，我們需要在這個(gè)時(shí)間量的前提下，對一定時(shí)間區(qū)間的邊界層輻合線都需要進(jìn)行自動識別。這樣邊界層輻合線的識別率會大大提高，為依靠這類氣象學(xué)特征預(yù)報(bào)未來災(zāi)害性天氣的發(fā)生發(fā)展過程增強(qiáng)了可靠性。
　　 綜上所述，本文為利用邊界層輻合線對強(qiáng)對流天氣的發(fā)展預(yù)測做了初步的研究。所講內(nèi)容都以算法編程實(shí)現(xiàn)，并在大量樣本測試過程中表現(xiàn)出較強(qiáng)的穩(wěn)定性和令人滿意的測試效果。