发明授权-2020105290699-雹云单体发展过程中雹胚形成及冰雹增长的预报方法.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN111694000B
(45)授权公告日2023.03.21
(21)申请号202010529069.9(56)对比文件
CN10
(22)申请日2020.06.115334551A,2016.02.17
CN107843884A,2018.03.27
(65)同一申请的已公布的文献号CN1082311A,1994.02.23
申请公布号CN111694000ACN110488296A,2019.11.22
(43)申请公布日2020.09.22审查员张蜜儿

(73)专利权人成都信息工程大学
地址610000四川省成都市西南航空港经
济开发区学府路一段24号
(72)发明人周筠珺周峰
(74)专利代理机构北京天奇智新知识产权代理
有限公司11340
专利代理师许驰
(51)Int.Cl.
G01S13/95(2006.01)
G01W1/10(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图5页
(54)发明名称
雹云单体发展过程中雹胚形成及冰雹增长
的预报方法
(57)摘要
本发明专利公开了一种雹云单体发展过程
中雹胚形成及冰雹增长的预报方法，包括：采集
相关数据，包括偏振雷达涉及的偏振相关数据；
以及WRF模式模拟数据相关提取量；对提取的偏
振相关数据进行质量控制，通过偏振相关数据与
模式模拟数据进行对比验证，获取可靠的模拟数
据；对经过对比验证后的模式模拟数据的相关输
出量进行技术提取，对已经获取的偏振相关数据
利用模糊逻辑粒子相态识别算法进行相态识别；
对得到相态识别结果以及模式输出量进行计算，
确定雹胚形成阶段及降雹阶段，并获取相应雹胚
增长速率和成雹速率；采用本发明的方法能够较
为准确的从微观层面获得雹云发展过程中针对
雹胚形成过程及冰雹增长的定量特征预报指标。
CN111694000B
CN111694000B权利要求书1/3页

1.一种雹云单体发展过程中雹胚形成及冰雹增长的预报方法，其特征在于，包括以下
步骤：

S1、采集相关数据，包括偏振雷达涉及的偏振相关数据，包括：反射率ZH、差分传播相移

φDP，差分反射率ZDR、差分传播相移率KDP、零滞后互相关系数ρHV；以及WRF模式模拟数据相关

提取量，包括风暴相对螺旋度SRH、风暴最大上升速度Wmax、霰粒子、冰晶粒子和雪晶粒子以
及过冷云水的质量混合比；
S2、对经过步骤S1提取的偏振相关数据进行质量控制，通过偏振相关数据与模式模拟
数据进行对比验证，获取可靠的模拟数据；
S3、对经过步骤S2对比验证后的模式模拟数据的相关输出量进行技术提取，对已经获
取的偏振相关数据利用模糊逻辑粒子相态识别算法进行相态识别；步骤S3包括以下步骤：

S31、选取反射率ZH≥45dBZ的三维对流空间范围内进行提取WRF模式相关输出量，并获
取关键粒子权重，通过权重加权公式得出雹胚形成阈值指数及降雹阈值指数，

公式中，其中：M为权重0.1、0.25、0.25、0.4，Tis为符合限定条件的各水成物粒
子最值范围；步骤S31包括：从选定区域内部获取低层[0‑3]km范围内，区间在[90，150]km范
围内部的风暴相对螺旋度的最大值SRHmax，获取单体内部区间值在[9，Wmax]上升速度值中
最大速度Wmax，并保证在满足条件①90≤SRH≤SRHmax及满足条件②9≤W≤Wmax，获取模式
输出量中冰晶的质量混合比最大值CRmax、最小值CRmin，获取雪晶质量混合比最大值
AGmax、最小值AGmin，获取在0℃层上方的过冷云水质量混合比最大值RAmax、最小值RAmin，
获取霰粒子质量混合比最大值GRmax、最小值GRmin；最终得到各水成物粒子区间：CR
[CRmin，CRmax]、AG[AGmin，AGmax]、RA[RAmin，RAmax]、GR[GRmin，GRmax]；所选取的CR、AG、
RA、GR的质量混合比值应当符合各对应最值区间范围；
S32、观测利用模糊逻辑粒子相态识别算法，采用不对称梯形函数作为隶属函数对雹胚

及冰雹进行识别，输入参量为偏振相关量ZH、ZDR、KDP、ρHV以及环境温度参量T；

其中，x1、x2、x3、x4为阈值参数，x为变量值；

S321、通过模糊逻辑算法,根据公式其中Mis为各偏振相关量权重，Ai
为最终获得粒子识别结果即库数值；

冰雹HA的权重对应ZH、ZDR、KDP、ρHV分别为0.4、0.3、0.2、0.1；

低密度霰LDG的权重对应ZH、ZDR、KDP、ρHV、T分别为0.3、0.2、0.1、0.1、0.3

高密度霰HDG的权重对应ZH、ZDR、KDP、ρHV、T分别为0.3、0.2、0.1、0.1、0.3

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CN11169