■趙鐘博

雷暴與強(qiáng)對(duì)流臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展研究

■趙鐘博

強(qiáng)對(duì)流天氣臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)作為國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)工作的重點(diǎn)逐漸引起了人們的關(guān)注度，但就當(dāng)前的現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)在臨近預(yù)報(bào)技術(shù)層面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在著某些不足之處，為此，要求當(dāng)代專家學(xué)者在科研活動(dòng)開展過程中應(yīng)著重提高對(duì)雷暴及強(qiáng)對(duì)流天氣問題的重視，并注重在研究過程中提出臨近預(yù)測(cè)技術(shù)問題的應(yīng)對(duì)措施，推進(jìn)強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)逐漸趨于精準(zhǔn)化狀態(tài)。本文從國(guó)內(nèi)外臨近預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展分析入手，旨在推動(dòng)我國(guó)精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)工作的有序開展。

雷暴強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)技術(shù)

0　前言

隨著當(dāng)代科研技術(shù)的不斷發(fā)展，F(xiàn)Y-4氣象衛(wèi)星、GOES-R衛(wèi)星等技術(shù)手段逐漸涌現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷暴與強(qiáng)對(duì)流天氣的識(shí)別、預(yù)測(cè)。同時(shí)，由于強(qiáng)對(duì)流天氣的顯現(xiàn)將以龍卷風(fēng)、強(qiáng)降水等形式誘發(fā)自然災(zāi)害問題，因而在此基礎(chǔ)上，為了降低災(zāi)害性天氣所帶來(lái)的危害性，要求我國(guó)政府部門在管理工作實(shí)施過程中應(yīng)注重鼓勵(lì)當(dāng)前臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)研究工作的展開，由此來(lái)提升我國(guó)天氣識(shí)別、預(yù)測(cè)能力，最終就此打造良好的生活空間。

1　國(guó)內(nèi)外臨近預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展分析

從國(guó)內(nèi)研究視角角度來(lái)看，陳明軒等學(xué)者在研究活動(dòng)開展過程中為了全面掌控到臨近預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展，在科研研究過程中將風(fēng)暴體作為研究對(duì)象，并注重利用雷達(dá)識(shí)別功能對(duì)風(fēng)暴體數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別、追蹤，且注重建構(gòu)概念模型對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)等展開了探討行為。而從國(guó)外研究視角來(lái)看，1978年，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害性天氣的預(yù)測(cè)，Rinehart在研究活動(dòng)開展過程中為了實(shí)現(xiàn)對(duì)雷暴的精準(zhǔn)化識(shí)別，提出了TREC算法，而Li在雷暴評(píng)估過程中亦注重綜合Rinehart成功經(jīng)驗(yàn)，推出了COTREC算法，同時(shí)此算法被廣泛應(yīng)用實(shí)踐研究工作中。例如，我國(guó)學(xué)者曾小團(tuán)在雷暴預(yù)測(cè)過程中即強(qiáng)調(diào)了對(duì)COTREC算法的應(yīng)用，最終由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)暴信息的識(shí)別、預(yù)警，達(dá)到了最佳的研究狀態(tài)[1]。

概念模型預(yù)報(bào)技術(shù)，即要求學(xué)者在研究活動(dòng)開展過程中應(yīng)注重收集、分析雷達(dá)觀測(cè)數(shù)據(jù)或氣象衛(wèi)星資料等，同時(shí)注重在科學(xué)研究工作開展過程中基于數(shù)據(jù)整合的基礎(chǔ)上建構(gòu)概念模型，且設(shè)置NCAR等專家系統(tǒng)，最終由此達(dá)到臨近預(yù)報(bào)技術(shù)研究目的，并就此提升研究結(jié)果的精準(zhǔn)性。

2　雷暴與強(qiáng)對(duì)流臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展

2.1SCIT

SCIT，即跟蹤算法由NSSL所提出，其要求相關(guān)專家學(xué)者在研究工作開展過程中應(yīng)注重依據(jù)風(fēng)暴單體現(xiàn)狀，設(shè)定閥值，同時(shí)注重將三維雷暴數(shù)據(jù)全部識(shí)別出來(lái)，且跟蹤雷暴位置，最終確定位置的具體信息，例如，某學(xué)者在科學(xué)研究工作開展過程中為了識(shí)別、跟蹤風(fēng)暴單體，即注重強(qiáng)調(diào)了對(duì)加權(quán)外推預(yù)報(bào)技術(shù)的應(yīng)用，最終由此獲知雷暴單體質(zhì)心信息，即15、30、45min位置信息，且以SCIT算法將平均數(shù)據(jù)誤差控制為5km。為此，美國(guó)在雷暴與強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)測(cè)工作開展過程中為了提升整體工作效率，亦將SCIT算法納入到WSR-88D中。另外，就當(dāng)前的現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)預(yù)報(bào)員在臨近預(yù)報(bào)工作開展過程中基于對(duì)風(fēng)暴單體追蹤的基礎(chǔ)上，亦注重對(duì)STI臨近天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品的應(yīng)用，同時(shí)將SCIT算法貫穿于STI中，由此滿足當(dāng)前災(zāi)害性天氣預(yù)防工作開展需求，達(dá)到最佳的自然災(zāi)害預(yù)防狀態(tài)[2]。從以上的分析中即可看出，SCIT算法的應(yīng)用有助于雷暴雨天氣信息的整合，為此，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)其的應(yīng)用。

2.2TREC

TREC雷暴與強(qiáng)對(duì)流臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，Rinehart等人在研究工作開展過程中為了實(shí)現(xiàn)對(duì)雷暴天氣數(shù)據(jù)的綜合，以圖像特征識(shí)別、追蹤技術(shù)等優(yōu)勢(shì)條件開發(fā)了TREC。TREC技術(shù)手段在應(yīng)用過程中旨在要求預(yù)報(bào)員在天氣預(yù)測(cè)工作開展過程中應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對(duì)某一仰角進(jìn)行掃描，同時(shí)注重基于掃描工作開展的基礎(chǔ)上，對(duì)回波進(jìn)行跟蹤處理，且以跟蹤數(shù)據(jù)整合的形式建構(gòu)直角坐標(biāo)，最終由此達(dá)到臨近天氣預(yù)報(bào)目的；

第二，CTREC基于TREC技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)手段在應(yīng)用過程中為了實(shí)現(xiàn)對(duì)臨近天氣的預(yù)報(bào)，要求相關(guān)工作人員在實(shí)際工作開展過程中應(yīng)注重參照雷達(dá)資料，將跟蹤區(qū)域劃分為“m×m”個(gè)像素，同時(shí)確保在區(qū)域劃分過程中將其尺寸控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，由此達(dá)到高效率回波跟蹤效果[3]。此外，在CTREC技術(shù)應(yīng)用過程中，亦要求預(yù)報(bào)員應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對(duì)Z-R關(guān)系的應(yīng)用，繼而獲取累積雨量預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。例如，英國(guó)NIMROD在臨近天氣預(yù)報(bào)工作開展過程中即強(qiáng)調(diào)了對(duì)TREC的應(yīng)用。

2.3衛(wèi)星云圖

20世70年代，衛(wèi)星云圖即逐漸引起了人們的關(guān)注度，同時(shí)有助于衛(wèi)星云圖在應(yīng)用過程中具備輔助強(qiáng)對(duì)流天氣。如，冰雹等識(shí)別工作的優(yōu)勢(shì)，因而在當(dāng)前災(zāi)害性天氣研究工作開展過程中應(yīng)著重提高對(duì)其的重視程度，并注重利用衛(wèi)星云圖所提供的可見光云圖、紅外云圖等信息對(duì)對(duì)流層狀況進(jìn)行判斷，且全面掌控到對(duì)流層頂溫度狀況，最終由此滿足預(yù)測(cè)工作需求。此外，基于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，為了更好的發(fā)揮衛(wèi)星云圖功能，致力于在衛(wèi)星云圖功能開發(fā)過程中增設(shè)“V”型特征，且確保開口對(duì)準(zhǔn)下風(fēng)向，從而為預(yù)報(bào)員預(yù)報(bào)工作的展開提供較為精準(zhǔn)的指示信息，并實(shí)現(xiàn)對(duì)雷暴大風(fēng)、龍卷風(fēng)等不同強(qiáng)對(duì)流臨近天氣的識(shí)別。從以上的分析中即可看出，衛(wèi)星云圖有利于臨近天氣的識(shí)別，為此，應(yīng)提高對(duì)其的重視程度。

3　結(jié)論

綜上可知，雷暴或強(qiáng)對(duì)流臨近天氣在預(yù)報(bào)工作開展過程中仍然存在著某些不足之處，影響到了整體預(yù)報(bào)結(jié)果的精準(zhǔn)度。為此，科研學(xué)者在研究工作開展過程中應(yīng)著重提高對(duì)此問題的重視程度，并注重針對(duì)衛(wèi)星云圖、SCIT、TREC等臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展展開探究行為，由此全面掌控到臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，繼而由此實(shí)現(xiàn)對(duì)雷暴單體數(shù)據(jù)的識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)對(duì)雷暴、龍卷風(fēng)等天氣的跟蹤，提升整體天氣預(yù)測(cè)結(jié)果，規(guī)避自然災(zāi)害等問題的凸顯。

[1]鄭永光，張小玲，周慶亮等.強(qiáng)對(duì)流天氣短時(shí)臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)技術(shù)進(jìn)展與挑戰(zhàn) [J].氣象，2010，14（07）：33-42.

[2]鄭永光，周康輝，盛杰等.強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)進(jìn)展 [J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2015，12（06）：641-657.

[3]藍(lán)渝，張濤，鄭永光等.國(guó)家級(jí)中尺度天氣分析業(yè)務(wù)技術(shù)進(jìn)展Ⅱ：對(duì)流天氣中尺度過程分析規(guī)范和支撐技術(shù) [J].氣象，2013，12（07）：901-910.

P45[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-459-1