雷达反演的多尺度风场在临近预报中的应用研究

罗义，梁旭东，王刚，曹正，陈春元

(1.中国气象科学研究院，北京100081；2.中国民用航空中南地区空中交通管理局气象中心，广州510405)

引 言

多普勒天气雷达是探测中小尺度天气系统的有力工具，能够提供高时空分辨率的反射率、径向速度和径向速度谱宽的资料。在目前业务系统中，特别对于暴雨强对流天气的临近预报业务，外推预报依然是对流临近预报技术的重要基础(张家国等，2008；苏华英等，2020)。国内外不少学者对于对流系统的临近预报也做了非常详细的研究和总结(Wilson等，1998；杨洪平等，2007)。

目前，对于雷达反射率因子资料在临近外推预报中的应用主要以追踪方法为基础，可以分为两类：第一类方法是质心法，主要通过雷暴单体质心的识别与跟踪技术，基于2D或者3D反射率资料来识别、跟踪、预报雷暴的位置和降水分布，相关的反射率资料包括最大反射率、回波顶高、垂直液态水含量(VIL)，特别是质心在单体追踪方法扮演着重要的角色。早期典型的质心法WSR-88D风暴序列算法(Richard et al，1998)在单体追踪和回波合并分裂的基础上发展而来，对于对流单体识别跟踪预报非常有效，但是对于多单体雷暴和雷暴带效果不佳。Johnson等(1998)在WSR-88D风暴序列算法的基础上，提出了改进的风暴识别追踪(SCIT，the Storm Cell Identification and Tracking)算法，通过预设多个不同的反射率阈值而不是像WSR-88D算法那样采用单一反射率阈值来进行雷暴识别，不仅能够识别孤立的雷暴，而且能够识别包含多个单体核的簇状或线状雷暴。Handwerker(2002)综合了单体识别、合并和分裂的算法，提出了雷达体扫数据跟踪对流单体(TRACE-3D)的方法，将质心法从2D平面二维拓展为3D空间的追踪算法。……