多普勒雷达风切变研究及在短临预报中的应用.pptVIP

多普勒雷达风切变研究及在短临预报中的应用 报告人：杜爱军 指导教师：魏鸣教授 1.背景和意义 强对流天气 威胁飞行 提高飞行安全系数 对灾害性天气预警 意义 背景 典型风切变 下击暴流 1.背景和意义 国外背景 美国强风暴实验室研究出阈值法区分中气旋切变和其他切变 Campbell利用人工智能的方法实现对风切变的自动识别 国内背景 风场资料探测低空风切变，运用光流法、TREC等进行外推；回波拼图资料 进行识别、跟踪和临近预报；半拉格朗日平流方案对 雷达回波进行外推。 研究意义 利用最小二乘法识别S波段和C波段多普勒雷达探测的风切变，对风切变做出及时准确的预警，具有很好的实用价值，这对灾害性天气预警有着重要的意义 2.研究内容 读取S波段雷达数据，对其进行风切变的识别分析 读取C波段双偏振雷达数据，进行数据质量控制，并对其进行风切变的识别分析 利用 C波段数据识别出来的风切变，对风切变区进行跟踪和预警 对比分析最小二乘法识别天气雷达探测的风切变区，判定该方法在识别风切变方面的可行性 分析C波段双偏振雷达探测、预警风切变 对C波段双偏振雷达数据进行质量控制 2.研究内容 速度模糊的原因——最大不模糊速度与雷达的波长和脉冲重复频率有关： 当实际的速度超过这个值时，则会产生速度模糊现象。 退速度模糊原理——当发生速度模糊时，探测到的速度将发生折叠，给出错误速度信息。此时，雷达测得的径向速度与目标物实际的径向速度相差2n*Vmax。即： n( Nyquist )为奈奎斯特，表示速度折叠次数 。 2.研究内容 风切变的识别算法研究 最小二乘法识别，即： 径向切变和切向切变： 合成切变： 通过设定一定的切变阈值，将有危害的风切变区筛选出。 2.研究内容 风切变的跟踪预警 交叉相关法 将第一时刻取得的雷达回波图像，向任意方向移动一定的距离，然后计算此图像与第二时刻图像之间的交叉相关系数，直到找到极大值，利用该极大值所对应的位移来预报下一时刻回波的位置 单体质心法 首先识别单体，然后在前后两个时刻的扫描数据进行单体匹配追踪，将风暴单体分开，然后通过多个时刻的追踪结果进行外推，这类算法仅适用于易于识别的强对流风暴的跟踪和临近预报 光流法 假设回波运动在短时间内满足拉格朗日守恒方程，并引入其它的约束方程来求解光流场。 3.研究成果 操作界面——MFC 3.研究成果 最小二乘法识别S波段风切变 原始的雷达反射率图 原始的雷达速度图 原始的谱宽图 个例1：2009年6月5日13:44（UTC）阜阳 个例2：09年6月3日13:45（UTC）商丘 3.研究成果 原始的雷达反射率图 原始的雷达速度图 原始的谱宽图 3.研究成果 个例3：973项目2013年7月4日22:59 原始的雷达反射率图 原始的雷达速度图 原始的谱宽图 读取C波段双偏振雷达数据 3.研究成果 2014年8月11日19:41南京信息工程大学双偏振雷达 存在杂波 和衰减 3.研究成果 2014年8月30日20:14南京信息工程大学双偏振雷达 存在速度模糊 4.总 结 最小二乘法识别S波段雷达探测的风切变 能够正确读取S波段雷达数据，并且能将风切变大值区寻找出来，识别效果较好。 最小二乘法识别C波段雷达探测的风切变 能够正确读取C波段双偏振雷达数据，因C波段波长较小，容易发生衰减和速度模糊现象，速度模糊现象影响着风切变的识别，因此对其进行速度退模糊是很有必要的。 5.思路及创新点 思路 读取S波段雷达数据 读取双偏振雷达数据，并作质量控制 切变的识别算法对比分析 识别出的风切变的可视化实现 对识别区域进行外推和预警 创新点 通过两种类型的雷达检验最小二乘法识别算法； 研究C波段双偏振雷达识别、跟踪风切变； 6.后期工作 相关论文的撰写 对双偏振雷达数据的质量控制 对双偏振雷达进行风切变识别、跟踪预警 谢 谢！