基于新一代天气雷达的下击暴流监测与预警

发布时间：2021-08-07 07:04

　　在地面引起灾害性风的向外暴流的局地强下降气流,称为下击暴流。下击暴流是低空风切变中影响飞机起落安全最严重的一种,因而受到了国内外航空和气象界的高度重视。本文依据下击暴流发生前母体雷暴（下文称为雷暴）反射率因子核迅速下降的特征,基于雷达体扫数据,定义了判断下击暴流发生发展的“单位面积等效势能”概念,并结合下击暴流期间雷暴速度场中层辐合的事实,设计得到了下击暴流出流强度公式。采用雷达实测数据,模拟计算得到出流强度公式的强中心系数与中层辐合系数。最后基于风暴单体的识别,设计了下击暴流预警算法,并利用6次由雷暴单体产生的下击暴流个例进行检验。得到了如下结论:（1）由下击暴流导致的地面大风均在22m/s以上,最大达到34m/s,平均风速为29.2m/s;雷暴的最大反射率因子超过60dBz,最大可达69dBz;辐合层的平均顶高为1.85km,平均顶高为4.7km,平均辐合层厚度为2.85km;最小辐合速度为3.7m/s,最大辐合速度为6.3m/s;雷暴强中心高度基本在7km以上,最大超过10km,达到最大之后,雷暴强中心迅速下降。在下击暴流爆发前雷暴中出现了速度场的中层辐合,辐合高度基本在2000... 

【文章来源】：成都信息工程大学四川省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究的重要意义
    1.2 下击暴流的研究概况
    1.3 主要研究内容
    1.4 本文的主要创新点
第二章 下击暴流的结构特征
    2.1 下击暴流的定义与分类
    2.2 下击暴流的结构与产生机理
        2.2.1 下击暴流的结构
        2.2.2 下击暴流的产生机理
    2.3 多普勒天气雷达数据结构
    2.4 下击暴流的雷达回波特征
        2.4.1 强度回波特征
        2.4.2 速度回波
        2.4.3 统计特征及分析
    2.5 本章小结
第三章 下击暴流出流强度的定量估算
    3.1 指标设计思路
    3.2 数据分析与等效势能的设计
        3.2.1 数据分析
        3.2.2 单位面积等效势能设计
    3.3 出流强度因子分析
    3.4 出流强度公式设计
    3.5 公式系数的确定
        3.5.1 强中心系数
        3.5.2 中层辐合系数
    3.6 本章小结
第四章 下击暴流预警的实现
    4.1 中层辐合的识别与计算
    4.2 风暴识别算法及其参数的计算
        4.2.1 风暴段的搜素
        4.2.2 风暴分量的合成
        4.2.3 风暴体的垂直相关
    4.3 等效势能的计算
        4.3.1 雷暴强中心的填补
        4.3.2 单位面积等效势能
    4.4 预警算法设计
    4.5 本章小结
第五章 监测与预警效果分析
    5.1 典型个例 1
        5.1.1 雷达回波分析
        5.1.2 指标分析
        5.1.3 出流强度计算
        5.1.4 DCAPE值的分析
    5.2 典型个例 2
        5.2.1 雷达回波分析
        5.2.2 指标分析
        5.2.3 出流强度的计算
    5.3 预警效果检验
    5.4 综合结果分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 研究的展望及下一步研究方向
参考文献
作者在读期间科研成果简介
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]下击暴流区域特征提取和识别算法[J]. 张钢,潘运,柳畅.  计算机工程与应用. 2011(28)
[2]下击暴流自动识别算法研究[J]. 陶岚,戴建华.  高原气象. 2011(03)
[3]三次下击暴流雷达回波特征分析[J]. 刁秀广,赵振东,高慧君,姜鹏.  气象. 2011(05)
[4]一次下击暴流天气的多普勒雷达资料分析[J]. 王楠,刘黎平,仲凌志.  南京信息工程大学学报(自然科学版). 2009(03)
[5]一次宏下击暴流的雷达回波特征分析[J]. 石磊.  气象研究与应用. 2009(03)
[6]一次强雷暴阵风锋和下击暴流的多普勒雷达特征[J]. 吴芳芳,王慧,韦莹莹,王群.  气象. 2009(01)
[7]淮北地区一次强风暴的弓形回波分析[J]. 刘娟,宋子忠,项阳,卢海.  气象. 2007(05)
[8]一次系列下击暴流事件的多普勒天气雷达分析[J]. 俞小鼎,张爱民,郑媛媛,方翀,朱红芳,吴林林.  应用气象学报. 2006(04)
[9]一次雷暴大风的中尺度结构特征分析[J]. 王彦,吕江津,王庆元,吴丹朱,贾惠珍.  气象. 2006(02)
[10]动力和能量参数在强对流天气预报中的应用研究[J]. 李耀东,刘健文,高守亭.  气象学报. 2004(04)

硕士论文
[1]多普勒天气雷达产品终端及下击暴流自动识别方法研究[D]. 蒋滔.南京信息工程大学 2011
[2]基于WRF模式的下击暴流数值模拟[D]. 李健群.武汉理工大学 2009



本文编号：3327322