一种下击暴流的预警方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种下击暴流的预警方法和装置，包括：从下击暴流的生成原理出发，通过多普勒雷达对于对流单体的特征数据反演得到1km*1km*0.5km三维风场数据，包括水平风速u、v，并利用所述三维风场数据计算得到的水平散度和水平涡度；然后通过所述水平散度和水平涡度特征计算下击暴流风暴中心位置等信息，能够提前至少两个体扫时间发出包含下击暴流风暴中心位置信息的预警消息，有利于疏散重点区域人群，减少极端灾害造成的人员伤亡和财产损失。失。失。

【技术实现步骤摘要】
一种下击暴流的预警方法和装置


[0001]本申请涉及气象防灾减灾
，尤其涉及一种下击暴流的预警方法和装置。

技术介绍

[0002]下击暴流是指一种雷暴云中局部性的强下沉气流，到达地面后会产生一股直线型大风，越接近地面风速会越大，最大地面风力可达十五级。属于突发性、局地性、小概率、强对流天气。一般认为，下击暴流的形成和雷暴云顶的上冲和崩溃紧密联系着。上升气流在其上升和上冲的过程中，从高层大气运动中获得了水平动量。随着上冲高度的增加，上升气流的动能变为势能(表现为重、冷的云顶)而被储存起来，以后，一旦云顶迅速崩溃，位能又重新变成下降的气流。下沉气流在下降过程中吸收了巨大的水平动量迅速向前推进，当到达地面时，就可以形成下击暴流。
[0003]下击暴流真正引起人们极大关注的原因在于，下击暴流能够造成和龙卷风等级相当的灾害。
[0004]现有技术中，使用多普勒雷达数据针对已发生案例中下击暴流对流单体的特征设计了一些预测程序，但是其没有对下击暴流的风暴中心位置进行预测，从而无法对受灾区域进行预测并对可能受灾区域人员进行疏散，容易造成人员伤亡及财产损失。

技术实现思路

[0005]基于此，本申请提供了一种下击暴流的预警方法和装置，以解决现有技术中无法预测下击暴流风暴中心的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种下击暴流的预警方法，所述方法包括：
[0007]获得雷达测站确定的预警范围并监测所述预警范围内出现的满足重点监测条件的对流单体；
[0008]采集并计算所述对流单体的特征数据；
[0009]当所述特征数据满足形成下击暴流的条件时，判断所述对流单体的特征数据是否满足反演条件；
[0010]若满足，则利用所述特征数据反演得到所述对流单体的三维风场数据，并通过所述三维风场数据计算得到水平散度和水平涡度；
[0011]利用所述水平散度进行判断，若第二高度出现一个比周边区域强的辐合中心则继续判断第三高度是否存在一个比周边区域强的辐合中心，且在辐合中心的下风方向或前进方向出现辐散中心；
[0012]若第三高度存在一个比周边区域强的辐合中心，且在辐合中心的下风方向或前进方向出现辐散中心，则判断所述对流单体是否具备强致灾下击暴流的前期条件，若具备，利用所述水平涡度计算风暴中心移动方向并确定所述风暴中心位置信息；
[0013]计算反射率核心高度并判断所述反射率核心高度高于第一高度之后至少两个体扫时间是否出现所述反射率核心高度下降超过阈值的情况；
[0014]若出现，则启动自动预警程序，发出包含所述风暴中心位置信息的预警提示消息。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述重点监测条件包括：
[0016]第一体扫时刻与第二体扫时刻的对流单体中心区域的反射率强度超过反射率强度阈值，且所述第二体扫时刻对流单体中心区域的反射率强度超过反射率强度阈值的面积大于第一体扫时刻中的所述面积，其中，所述第一体扫时刻和第二体扫时刻是连续的。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述计算所述对流单体的特征数据包括：
[0018]利用时间阈值以内的探空数据计算高空水平风速和风速的垂直切变；
[0019]超过所述时间阈值则利用天气预报模式输出的高空资料计算所述高空水平风速和风速的垂直切变。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述形成下击暴流的条件包括：
[0021]第二高度水平风速小于风速阈值、第三高度水平风速与第二高度水平风速的差值小于第一风速差值阈值，且第三高度水平风速与第四高度水平风速的差值小于第二风速差值阈值。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述反演条件包括：
[0023]回波顶高超过高度阈值且对流单体中心区域的反射率强度超过反射率强度阈值，且雷达基本反射率达到基本反射率阈值的面积在所述预警范围内超过面积阈值。
[0024]在一种可能的实现方式中，所述强致灾下击暴流的前期条件包括：
[0025]第二高度的最大上升气流速度至少为第一速度阈值、第三高度上升气流速度至少为第二速度阈值，下沉气流速度至少为第一速度阈值，且第一高度上升气流速度至少为第三速度阈值，下沉气流速度至少为第四速度阈值。
[0026]在一种可能的实现方式中，所述反射率核心高度是通过以下步骤获得的：
[0027]从底层高度逐层计算得到反射率的最大值，并计算各个高度反射率至少为所述反射率最大值与至多为三的反射率数值之间的差值所对应的面积，把所述面积最大时对应的高度确定为所述反射率核心高度。
[0028]在一种可能的实现方式中，所述预警提示消息还包括：
[0029]所述强致灾下击暴流的发生时间信息。
[0030]第二方面，本申请实施例提供了一种下击暴流的预警装置，该装置包括：
[0031]监控单元，用于获得雷达测站确定的预警范围并监测所述预警范围内出现的满足重点监测条件的对流单体。
[0032]第一计算单元，用于采集并计算所述对流单体的特征数据。
[0033]第一判断单元，用于当所述特征数据满足形成下击暴流的条件时，判断所述对流单体的特征数据是否满足反演条件。
[0034]第二计算单元，用于若所述第一判断单元的判断结果为满足，则利用所述特征数据反演得到所述对流单体的三维风场数据，并通过所述三维风场数据计算得到水平散度和水平涡度。
[0035]第二判断单元，用于利用所述水平散度进行判断，若第二高度出现一个比周边区域强的辐合中心则继续判断第三高度是否仍然存在一个比周边区域强的辐合中心，且在辐合中心的下风方向或前进方向出现辐散中心。
[0036]第三判断单元，用于若所述第二判断单元的判断结果为存在所述辐合中心且出现
所述辐散中心，则判断所述对流单体是否具备强致灾下击暴流的前期条件。
[0037]确定单元，用于若所述第三判断单元的判断结果为具备，利用所述水平涡度计算风暴中心移动方向并确定所述风暴中心位置信息。
[0038]第四判断单元，用于计算反射率核心高度并判断所述反射率核心高度高于第一高度之后至少两个体扫时间是否出现所述反射率核心高度下降超过阈值的情况。
[0039]预警单元，用于若所述第四判断单元的判断结果为出现，则启动自动预警程序，发出包含所述风暴中心位置信息的预警提示消息。
[0040]第三方面，本申请实施例提供了一种设备，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令或代码，所述处理器用于执行所述指令或代码，以使所述设备执行前述第一方面任一项所述的下击暴流预警方法。
[0041]第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有代码，当所述代码被运行时，运行所述代码的设备实现前述第一方面任一项所述的下击暴流预警方法。
[0042]相较于现有技术，本申请实施例具有以下有益效果：
[0043]本申请实施例中提供了一种下击暴流的预警方法及装置。在执本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种下击暴流的预警方法，其特征在于，所述方法包括：获得雷达测站确定的预警范围并监测所述预警范围内出现的满足重点监测条件的对流单体；采集并计算所述对流单体的特征数据；当所述特征数据满足形成下击暴流的条件时，判断所述对流单体的特征数据是否满足反演条件；若满足，则利用所述特征数据反演得到所述对流单体的三维风场数据，并通过所述三维风场数据计算得到水平散度和水平涡度；利用所述水平散度进行判断，若第二高度出现一个比周边区域强的辐合中心则继续判断第三高度是否存在一个比周边区域强的辐合中心，且在辐合中心的下风方向或前进方向出现辐散中心；若第三高度存在一个比周边区域强的辐合中心，且在辐合中心的下风方向或前进方向出现辐散中心，则判断所述对流单体是否具备强致灾下击暴流的前期条件，若具备，利用所述水平涡度计算风暴中心移动方向并确定所述风暴中心位置信息；计算反射率核心高度并判断所述反射率核心高度高于第一高度之后至少两个体扫时间是否出现所述反射率核心高度下降超过阈值的情况；若出现，则启动自动预警程序，发出包含所述风暴中心位置信息的预警提示消息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重点监测条件包括：第一体扫时刻与第二体扫时刻的对流单体中心区域的反射率强度超过反射率强度阈值，且所述第二体扫时刻对流单体中心区域的反射率强度超过反射率强度阈值的面积大于第一体扫时刻中的所述面积，其中，所述第一体扫时刻和第二体扫时刻是连续的。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述对流单体的特征数据包括：利用时间阈值以内的探空数据计算高空水平风速和风速的垂直切变；超过所述时间阈值则利用天气预报模式输出的高空资料计算所述高空水平风速和风速的垂直切变。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成下击暴流的条件包括：第二高度水平风速小于风速阈值、第三高度水平风速与第二高度水平风速的差值小于第一风速差值阈值，且第三高度水平风速与第四高度水平风速的差值小于第二风速差值阈值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反演条件包括：回波顶高超过高度阈值且对流单体中心区域的反射率强度超过反射率强度阈值，且雷达基本反射率达到基本反射率阈值的面积在所述预警范围内超过面积阈值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强致灾下击暴流的前期条件包括：第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈科技，康丽莉，张琳琳，李国强，黄江倩，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：