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本帖最后由 传说中的谁 于 2011-10-21 10:12 编辑
笨笨课堂之CINRAD-SA雷达系统主要产品与算法简介系列第六辑
这一辑中要介绍的是导出产品及算法之风暴跟踪信息产品(STI)与算法(SCIT)
3.6.1 风暴跟踪信息产品(STI) 识别雷达探测范围内的每个对流风暴单体,并给出风暴单体过去、现在和将来的位置以及345公里范围内的风暴运动的可靠信息 提供风暴过去每15分钟间隔的位置、现在位置、和未来1小时内每15分钟间隔的预报位置,构成风暴的移动轨迹。 产品编号STI 58 产品形式:单一图形、图形 +字符信息、图形叠加
跟踪移动轨迹符号: 符号 • 表示过去风暴位置 符号 + 表示风暴未来预报位置 符号
表示风暴当前位置 符号
表示风暴处于准静止状态 字符信息: STORM ID—风暴编号 AZ—风暴的方位 RAN—与雷达头的距离 FCST—预测的风暴移向,即来向 MVT—预测的风暴移速 TRK ERR—跟踪误差(距离、移向) DBZM—最大反射率因子的数值 HGT--最大反射率因子所在高度
3.6.2 风暴单体的识别和跟踪算法(SCIT)
SCIT 的构成: 风暴单体段 风暴单体质心:分量、质心←跟踪 风暴单体跟踪 风暴位置预报 SCIT 在每个仰角上,按径向的顺序,处理雷达基数据的反射率因子 SCIT不处理基数据的平均径向速度
3.6.2.1 风暴单体段 定义:段是在某一锥面(仰角)沿径向排列的、反射率大于或等于特定阈值的一组相邻距离库.长度≥2公里 处理过程: 沿径向按 7 个不同的反射率阈值依次搜寻单体段: 30、35、40、45、50、55、60dbZ (每个径向上每个阈值的段数最多为15!)
搜寻段示意:夹在相邻两个反射率因子阈值之间的距离库,其反射率与高一级阈值差 < 5dbZ、且距离库数 < 2,则划为高一级阈值的段
寻段示意图
3.6.2.2 风暴单体质心 定义 分量——在某一锥面(仰角)扫描上,阈值相同、方位相邻的风暴单体段所构成的区域 分量质量—分量的等效液态水含量的估计值
构成分量的阈值: 相邻的段数: ≥ 2 个 2 个相邻段的方位差 < 1.5°,径向重叠距离≥2公里 分量所占区域面积≥10平方公里
风暴单体分量
处理过程: 1、将锥面上已寻找得的风暴段组合成“二维”风暴特征: 砖形轮廓线表示 30dBZ阈值风暴段;被组合成的一个 “二维”单体可能包含7种段
2、计算各阈值分量的质量、质心 3 、如果较小阈值的分量质心落在较大阈值的二维分量范围内,则只保留加大阈值分量的质心,丢弃较小阈值分量的质心
风暴单体质心 一个“三维”风暴单体由两个或两个以上相邻仰角上的分量构成 处理过程: 1、从最低仰角起,按间距 ≤5公里/7.5公里/10公里为半径的三种阈值分别进行相邻仰角“二维”风暴分量质心垂直关联。如果相邻锥面的质心关联数超过1个,取两仰角最大质量的分量质心进行垂直关联
2、计算出单体的质心 3、标记二维风暴----最低仰角非相关分量 4、计算基于风暴单体的垂直积分液态水VIL。 5、按基于单体的VIL大小来编排风暴单体序号!
风暴单体质心算法的输出: 质心的方位(极坐标) 质心的高度(ARL—相对于雷达高度) 最大反射率(3个距离库的平均) 最大反射率的高度 单体底和顶高(ARL) 分量数目 基于单体的垂直累积液态水含量(VIL) 单体质量
3.6.2.3 风暴单体跟踪 两体扫的时间相关(阈值<=20min.) 位置的第一猜值 新单体采用缺省速度。缺省速度一般为前一个体扫中所识别出的所有单体移动的平均值 位置的最终猜值
3.6.2.4 风暴单体未来位置预报 风暴位置预报是依据当前和过去十个体扫的风暴移动记录,采用线性最小二乘法拟合风暴单体移动,预报单体未来1小时内每15分钟间隔的质心位置 SCIT 产品的局限性: 1、当两个风暴单体很靠近时,只能识别为一个风暴 2、由于静锥区的原因,当风暴很接近雷达时,许多有关风暴的信息因缺探测资料而不可靠 3、当风暴处于发展或消亡阶段时,高反射率因子核的变化较大,因而识别就可能出现较大差错 4、路径预报采用的是直线预报方式,对于曲线运动的风暴的识别也可出现较大差错
SCIT 检验评估
(6561个例)
SCIT 检验评估
SCIT 产品的局限性:
1、当两个风暴单体很靠近时,只能识别为一个风暴
2、由于静锥区的原因,当风暴很接近雷达时,许多有关风暴的信息因缺探测资料而不可靠3、当风暴处于发展或消亡阶段时,高反射率因子核的变化较大,因而识别就可能出现较大差错
4、路径预报采用的是直线预报方式,对于曲线运动的风暴的识别也可出现较大差错
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