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申请/专利权人:上海市气象信息与技术支持中心
摘要:本发明公开了针对对流过程的多波段雷达自适应协同观测方法及系统,涉及组网雷达技术领域。所述方法基于大小雷达协同观测系统,以大雷达识别对流目标来驱动小雷达对强对流单体进行精细化观测,小雷达在自适应扫描观测模式下能够根据风暴单体的对流阶段完成自适应协同观测。以及,以冰雹、短时强降水为焦点,研究了面向强对流的高致灾单体目标智能协同跟踪算法;引入综合致灾指数,并根据重点区域内外和综合致灾指数对风暴单体进行强弱排序后,统一分配雷达的观测任务优先级;引入风暴单体预判识,针对预判识冰雹和降水配置不同的扫描策略;通过节点周期匹配算法提升观测准确性和稳定性,提升雷达应用效益,提高强天气目标的监测响应速度。
主权项:1.一种针对对流过程的多波段雷达自适应协同观测方法,其特征在于包括步骤:配置组网X波段天气雷达在强对流单体的不同阶段的观测模式信息,不同的观测模式下配置有不同的扫描策略;其中,所述观测模式包括针对对流过程的自适应扫描观测模式,所述自适应扫描观测模式下配置有多种扫描策略;组网S波段天气雷达识别观测区域内的对流目标以获得观测区域内的所有强对流单体信息,并根据识别结果向组网X波段天气雷达分配观测任务;在分配观测任务时,根据强对流单体所在的阶段来配置X波段天气雷达启动相应的观测模式;X波段天气雷达接收分配的观测任务后,对探测范围内的强对流单体执行观测任务;其中,识别观测区域内的对流目标,并根据识别结果向组网X波段天气雷达分配观测任务的步骤包括:采用双阈值法的组网融合产品对观测区域内的所有强对流单体进行识别和分割,得到各强对流单体的单体边界信息;对各强对流单体进行灾害性天气特征参数提取,根据提取的灾害性天气特征参数计算各强对流单体的综合致灾指数的评分;基于重点区域信息,根据前述强对流单体的综合致灾指数的评分来对各强对流单体进行排序并进行单体分配;通过所述单体分配,调度组网X波段天气雷达以将各强对流单体分配给合适的X波段天气雷达进行观测;所述灾害性天气特征参数包括单多层的组网反射率、组网垂直液态含水量VIL和组网冰雹指数POSH,所述POSH表示该强对流单体的组网强冰雹概率,POSH的取值区间为大于等于0且小于等于1,即[0,1];其中,对各强对流单体进行分割后,识别每个强对流单体的高度和反射率最大值,结合探空的温度廓线得到所述POSH;在计算强对流单体的综合致灾指数的评分时,基于强对流单体的组网反射率最大值、组网垂直液态含水量和强冰雹指数,结合当地局地对流的风暴空间分布和参数特征的统计分析结果建立归一化模型;令第K个强对流单体的综合致灾指数为PK,PK的归一化计算公式如下: ;其中,K为大于等于1的自然数;ZK表示第K个强对流单体的组网反射率,max(ZK)表示第K个强对流单体的反射率最大值;VILK表示第K个强对流单体的液态含水量,max(VILK)表示第K个强对流单体的垂直液态含水量最大值;POSH表示本强对流单体的组网冰雹指数;ref(ZK)和ref(VILK)分别表示第K个强对流单体所在区域的组网反射率和垂直液态含水量的本地参考值;Wi表示权重系数,i=1、2、3,W1+W2+W3=1。
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权利要求:
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