基于风场信息的强对流天气预报研究

摘要

强对流天气是气象学上所指的发生突然、移动迅速、破坏力极大的灾害性天气，主要有暴雨、冰雹、龙卷、雷暴、大风等。暴雨和冰雹是我国主要的自然灾害，每年因暴雨、冰雹所造成伤亡的人数以千计，经济损失达数亿元。
　　 多普勒天气雷达是对强对流天气进行监测和预警的主要工具之一。它可以进行较大范围降水的定量估测，获取降水云体的风场结构，还可以通过VAD风场反演技术得到垂直风廓线产品(VWP)。
　　 本文运用VAD风廓线产品建立风场数据，结合风速矢端图和低空环境风相对风暴螺旋度，组建强对流天气自动识别预报系统。主要工作有：
　　 一、组建风场数据。从原始雷达风廓线产品资料中提取不同天气不同时刻风场信息，作为输入信息以供程序读取。
　　 二、组建风速矢端图和计算相对风暴螺旋度。风速矢端图直观的显示了风场随高度的切变情况，相对风暴螺旋度则在数字上表明了对流风暴的发展强度，螺旋度越大，强对流天气越可能发生。
　　 三、强对流天气识别预报。分析暴雨、冰雹等强对流天气发展过程的变化趋势，结合风速矢端图和螺旋度的变化对不同天气情况作预报试验，构建识别预报系统。
　　 试验结果表明：本文所构建的系统对强对流天气有良好的识别预报效果，一般有1～2小时的提前预报量，对较强对流和一般对流天气有较好的识别预报效果，一般有0.5～1小时的提前预报量。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景及选题意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

第二章 多普勒雷达原理与应用

2.1 多普勒雷达原理与组成

2.1.1 雷达数据采集子系统

2.1.2 雷达产品生成子系统

2.1.3 主用户处理器

2.2 VAD风廓线算法

2.3 VAD风廓线产品

2.4 小结

第三章 强对流天气风场特征

3.1 对流风暴

3.1.1 对流单体的演变

3.1.2 影响对流风暴结构和类型的环境因子

3.1.3 风暴运动

3.2 风速矢端图及其应用

3.2.1 风速矢端图

3.2.2 相对风暴气流

3.2.3 水平涡度

3.2.4 沿流线方向涡度

3.3 风暴螺旋度

3.3.1 螺旋度概念

3.3.2 相对风暴螺旋度

3.3.3 螺旋度计算

3.3.4 螺旋度应用研究

3.4 小结

第四章 强对流天气识别预报

4.1 系统设计

4.1.1 风场数据

4.1.2 风速矢端图分析

4.1.3 识别预报

4.2 典型天气识别预报分析

4.2.1 强对流天气

4.2.2 较强对流天气

4.2.3 一般对流天气

4.2.4 无天气情况

4.3 小结

第五章 总结与展望

5.1 系统集成

5.2 本文工作总结

5.3 建议和展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢