一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势判别方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114488155A(43)申请公布日2022.05.13(21)申请号202111614569.3G01W1/10(2006.01)(22)申请日2021.12.27(71)申请人国网山东省电力公司应急管理中心地址250001山东省济南市天桥区二环北路8666号申请人北京玖天气象科技有限公司(72)发明人吕瑞孙世军何晓凤朱坤双郭禹琛韩洪张晓鑫武正天黄凤新赵东曹倩寇文丽宋阳(74)专利代理机构北京挺立专利事务所(普通合伙)11265专利代理师余莹(51)Int.Cl.G01S13/95(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势判别方法(57)摘要本发明提供了一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势判别方法，包括以下步骤：确定描述对流单体的雷达回波指标，并筛选关键指标作为特征因子集B；基于特征因子集B,计算对流单体各因子Bi的变化趋势结合典型对流单体演变过程，确定各因子变化趋势的权重wi；根据各特征因子演变趋势及权重wi，计算对流单体演变趋势指数设定对流单体发展、维持、减弱的演变趋势指数K对应的阈值。本发明能够快速、客观计算对流单体的变化趋势，有助于加强对灾害性天气发生发展的预判，提升电网防御强对流灾害能力。CN114488155ACN114488155A权利要求书1/1页1.一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势判别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过多普勒天气雷达收集对流单体的雷达回波信息，确定描述对流单体的雷达回波指标；S2：从雷达回波指标中筛选关键指标作为特征因子集B；S3：采用差分方式，计算特征因子集B中的各特征因子的变化趋势指数Ki；S4：结合典型对流单体演变过程，确定特征因子集B中的各特征因子的变化趋势权重wi；S5：根据特征因子集B中的各特征因子的变化趋势指数Ki及权重wi，计算对流单体的变化趋势指数K；S6：结合对流单体整个演变过程中的变化情况，设定对流单体发展、维持、减弱的变化趋势指数K的取值范围。2.根据权利要求1所述的一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势判别方法，其特征在于：步骤S1、S2所述的雷达回波指标包括但不限于回波面积、平均组合反射率、回波顶高，以及由这些指标经过一定条件的限制或变换得到的新指标；这些指标共同组成了所述特征因子集B∈{回波面积,平均组合反射率,回波顶高,…}。3.根据权利要求1所述的一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势判别方法，其特征在于：步骤S3所述的单个特征因子的变化趋势指数Ki的计算方法如下：其中，Ki表示第i种特征因子的变化趋势指数，为t时刻的第i种特征因子的数值，Δt为多普勒天气雷达相邻体扫时间间隔。4.根据权利要求1所述的一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势判别方法，其特征在于：步骤S4所述的特征因子变化趋势权重wi的计算方法如下：其中，Si为对流单体整个演变过程中特征因子变化趋势的标准差，根据这种方法计算的wi，可以满足∑iwi＝1。5.根据权利要求1所述的一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势判别方法，其特征在于：步骤S5所述的对流单体演变趋势指数K的计算方法如下：其中，Ki表示第i种特征因子的变化趋势指数，wi表示第i种特征因子的变化趋势权重。2CN114488155A说明书1/4页一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势判别方法技术领域[0001]本发明涉及灾害性天气识别预警技术领域，特别涉及一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势判别方法及装置。背景技术[0002]对流系统引发的雷电、大风、强降水是导致雷击跳闸、风偏闪络、变电站积水等电力气象灾害的重要原因。例如，国家电网山东省电力公司记录的220kv及以上等级输电线路风偏闪络大多发生在夏季强对流天气期间。对流系统时空尺度小，主要由对流单体、多单体风暴和超级单体风暴构成，其中，对流单体作为对流系统的最基本组织形式，其发生、发展、消散较为迅速的特点尤为明显。传统数值天气预报难以解析对流单体尺度信息，目前，对流天气的监测、预报主要依赖多普勒天气雷达，从雷达回波信息中反演风场、降水等信息，在此基础上进行临近时效外推，并结合天气预报员经验进行预报。常规基于多普勒天气雷达的外推预报流程包括雷达数据接收、雷达信息提取、气象站观测融合、监测预报产品制作等一系列步骤，在预报时效上往往滞后10‑30分钟，对于生消迅速的对流单体，难以及时把握其演变趋势。业务上，气象预报员常通过对雷达回波特征的实时观察，快速判断对流单体的演变趋势，但人工判断对预报员能力要求高，不同预报员的判断结果往往有所差异，缺乏客观性。因而，需要建立一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势分析计算方法，实现对对流单