云地闪初次闪击算法的设计-中国气象局广州热带海洋气象研究所.pdf

第 27 卷 第 6 期 热 带 气 象 学 报 Vol.27 ，No.6 2011 年 12 月 JOURNAL OF TROPICAL METEOROLOGY Dec. ，2011 胡胜，蔡安安，梁建茵，等. 云地闪初次闪击算法的设计[J]. 热带气象学报，2011 ，27(6): 853-859. 文章编号：1004-4965(2011)06-0853-07 云地闪初次闪击算法的设计 1 1 2 1 3 胡胜 ，蔡安安 ，梁建茵 ，谌志刚 ，黄晓梅 (1. 广州中心气象台，广东 广州 510080 ； 2. 广东省气象局，广东 广州 510080 ； 3. 湛江市气象局，广东 湛江 524001) 摘 要: 首先介绍了闪电形成的概念模型，在此基础上提取反射率因子、环境等温层高度、最大反射率 因子的对应垂直高度变化和垂直积分液态含水量来构建广东云地闪初生算法。其次，利用 2007 年广东新一代 雷达和闪电定位系统收集的大量强对流资料，对广东云地闪初生算法进行应用评估。对于 138 个风暴样本， CSI 为 69% ，POD 为 89% ，FAR 为 25% ，空报较多。利用雷达垂直剖面资料分析误差产生的原因。算法漏报 有两种情况：一是由于雷达天顶盲区的影响，使得该区域内的风暴垂直探测严重不足；二是环境等温层高度 的估算存在困难，实际操作中选择了探空资料-15 ℃层的平均高度值。空报的主要原因在于一些风暴虽然达 到或超过了反射率因子阈值，但是其强反射率因子核区在垂直方向上伸展不够，相对较薄，说明垂直运动不 够充分，难以将水凝物输送到较高的环境等温层高度上，从而不会产生闪电。最后，根据误差分析对云地闪 初生算法进行改进。一方面增加反射率垂直梯度因子的判别，减少因风暴垂直发展不足所造成的算法空报； 另一方面，适当降低环境等温层的高度，选择 7 000 m 替代此前的 7 757 m。再次利用前面构建的强对流资料 集，评估算法改进后的效果。改进后的算法在一定程度上控制了空报率，空报单体由此前的 31 个减少到 23 个，FAR 由 25%降低至 19%，但 CSI 则从 69%增加到 74%。 关 键 词：云地闪；改进；检验；垂直梯度 中图分类号：P427.3 文献标识码：A Doi ：10.3969/j.issn.1004-4965.2011.06.008 的灾害，一些专家对闪电形成原因开展了针对性 1 引 言 的研究，尤其是 1980s 以来，在新一代多普勒天 气雷达和闪电定位系统投入业务应用后，在云内 闪电是自然大气中超长距离的强放电过程， 充电、闪击形成机制等领域取得了大量的研究成 能产生强烈的发光和发声现象，通常伴随着强对 果。Workman 等[2](1949)认为强闪电的形成是与 流天气过程而发生[1]。雷电灾害是“联合国国际减 对流的快速发展、混合相态的水粒子环境相关。 灾十年”公布的影响人类活动的严重灾害之一，被