气象雷达目标识别在强对流天气预警中的应用分析
黄晓宇
乌什县人工影响天气办公室
前言:人类各项活动会受到强对流天气的影响,而出现一系列问题,若不及时处理可能会引发严重的危害,特别是在面对大风、冰雹等具有突发性、破坏性的强对流天气下,将严重威胁人类社会和经济发展。所以要想降低影响,还应加强气象雷达目标识别技术在强对流天气预警中的应用,能精准识别和预测强对流天气事件,以便提出预防措施,降低因强对流天气所带来的损失和影响,切实为人们的各项活动安全有序进行提供良好支持。
一、识别强对流天气类型
气象雷达目标识别技术得到快速发展,被应用在强对流天气预警中,能为有关部门工作提供强有力的支持。其中,气象雷达目标识别在强对流天气预警中的应用,体现在识别强对流天气类型上,可帮助有关部门精准识别多种强对流天气,以便结合不同强对流天气,制定有效的应对措施 [1]。其中,常见的强对流天气包括雷暴、飑线、龙卷风和冰雹等,这些强对流会在雷达回波图上得以显示,主要呈现出独特的形态与特征,为天气类型的识别提供了重要依据。之所以能达到这一效果,主要是由于气象雷达,气象雷达通过发射电磁波并接收反射回波,精准识别强对流天气类型。下面以不同的强对流类型展开深入探讨 [2]。雷暴是一种常见的强对流天气类型,在雷达回波上,通常会表现为块状或团状结构。换言之,它的分布相对集中,之所以这种方式呈现主要与雷暴中强烈的上升气流和降水分布有着直接的关系,在精准捕捉到雷暴天气信号时,也意味着在短时间内可能出现大风、强降雨等剧烈天气变化,所以要及时应对。龙卷风的识别相对复杂,不同于雷暴,其在雷达回波上会形成特殊的 “钩状回波”状态,也是由于龙卷风本身的特质所致,所以可通过气象雷达目标快速识别出龙卷风天气类型,并精准判断冰雹的粒径大小和降落概率。近年来,科技水平日渐提高,为进一步提升了天气类别识别的准确性,可借助雷达这一系统,同时发射和接收水平、垂直两种电磁波,并通过分析回波,为强对流天气预警提供更可靠的依据。
二、预测强对流天气移动轨迹与强度
在如今科技快速发展时代,气象雷达目标识别技术得到广泛应用,被应用在强对流天气预警中,且取得了理想的成绩。其中,利用气象雷达,不仅能快速识别出强对流天气的类型,还可借助气象雷达,预测强对流天气移动轨迹和强度,主要是通过雷达发射的电磁波,并对回波数据进行动态监测和分析,以便精准预测强对流天气的移动轨迹和强度,进一步提前做出预警措施,防范灾害的发展。因为自然灾害的威力之大,对人们的日常活动会产生一系列影响,所以为精准预测强对流天气移动的轨迹,必须借助气象雷达目标识别技术。例如,相关部门可利用气象雷达分析相邻时刻回波中心的位置变化,快速确定天气系统的移动路径,之所以能取得这样的成绩,主要是由于雷达具有连续作业功能,它通过不断的扫描,可获取不同时间段的回波图像,有关部门可利用图像识别技术,快速计算出强对流天气系统的移动方向和速度,以便在接下来的部署工作能提出有效防范建议[3]。为精准预测强对流天气强度,同样需利用气象雷达目标识别技术,主要是通过雷达分析回波强度、径向速度等相关参数,来精准判断强对流天气的发展趋势。不同的参数也表达了不同的含义,如,回波强度直接反映了降水量的强弱,所以在气象雷达目标识别过程中,倘若发现回波强度持续增强且波顶不断升高,那么也预示着接下来可能会出现极为强烈的天气现象,需加强应对。同时,径向速度这一关键指标也尤为重要,能显示气流的垂直运动和水平发散情况,倘若在气象雷达目标识别过程中,监测到强烈的上升气流和低空辐合、高空辐散的气流配置时,说明对流系统能量充足,那么未来强对流天气的强度可能进一步增强。必要时,还可以将人影防雹作业与气象雷达监测联合,其是一种有效的气象防灾减灾手段,主要是通过向可能产生冰雹的云层施加人工影响,减少或避免冰雹对人们生活、行业生产带来的影响。可见,精准地预测强对流天气强度变化,相关部门要加强气象雷达目标识别技术的应用和推广,并且对大量历史雷达数据和对应的天气进行对比分析,以便构建一个精准的预测模型,可自动识别出回波特征和天气强度之间的关系,进而为后续防灾减灾决策提供更具体的参考信息。
三、评估强对流天气灾害风险
不同类型强对流天气所带来的风险也存在差异,因此在运用气象雷达目标识别强对流天气预警过程中,还要评估强对流天气灾害风险等级,进一步通过科学应对,降低灾害所带来的经济损失和影响。具体需在评估灾害风险之前,对强调流天气的类型强度、影响范围等信息了如指掌,以便提出有针对性的建议。例如,面对雷暴强对流天气,相关部门除了要特别关注降水强度之外,还要将重心放在评估雷电活动的频繁程度和雷电密度上,进一步判断雷电灾害风险等级。雷电是诱发灾害的重要因素,近几年来受到雷击导致的灾害事件也频繁发生,对人们来讲无疑会造成影响,所以为了尽可能地降低人员伤亡,必须精准评估灾害风险等级。或者以龙卷风为例,灾害风险评估时应着重评估风的破坏力,可通过分析雷达所观测到的风速值和影响区域,预测出可能会因受到龙卷风强对流天气所带来的经济损失和人员伤亡。评估强对流天气灾害风险过程中,还要充分考虑当地的人口分布、地形等灾害因素,并将气象雷达目标识别技术与地理信息系统相结合,为强对流天气灾害风险评估提供重要的技术支持,它能将强对流天气影响范围叠加到人口密度图、交通网络图等重要设施的分布图上,帮助相关部门更直观地掌握不同区域风险程度,并根据风险等级采取有效防范措施,降低灾害风险所带来的危害,不仅能保障人们财产安全,也能降低灾害所带来的财产损失 [4]。不可忽视的是,人影防雹作业也是灾害风险评估中的重要环节,所以在评估冰雹灾害风险过程中,相关人员还需要综合考虑多方因素,如云况、设施分布,进而能在强对流天气发生之前,及时有效采取防范措施降低灾害损失。同时强调有关部门能够加强人才培训,要引进气象专业的人才,可为强对流天气预警工作奠定人才基础,同时要加强人员技术培训,增强他们对气象雷达目标识别技术的应用能力,能在具体评估强对流天气灾害风险时,通过建立灾害风险评估模型,或是分析历史强对流天气事件。通过多种举措,旨在提高强对流天气灾害风险评估的整体质量,进而提出有针对性的应急响应措施控制风险。有关部门还可利用实时的雷达监测数据,不断更新模型参数,以实现动态评估强对流天气灾害风险,并有效预警,防患于未然。
总结:
总之,为降低强对流天气对社会发展与人们生活带来的影响,有关部门应转变思路,注重气象雷达目标识别技术的应用,不仅能实现精准预警强对流天气,及时采取有效防范措施,降低不必要的风险,更好地应对突发天气,也能提高应急响应能力。具体还需从多维度着手,以便达到最佳的预警效果。
参考文献:
[1] 姜璐 , 刘春辉 , 赵雪明 , 姜方达 . 气象雷达设备在复杂气象条件下的探测精度分析 [J]. 农业灾害研究 , 2025, 15 (04): 193-195.
[2] 梁秋枫 , 苏蕾 , 林航 . 厦门机场一次强对流天气的气象保障分析 [J]. 中国民航飞行学院学报 ,2024,35(04):55-59.
[3] 黄元媛 . 巴彦淖尔市三类强对流天气雷达客观识别指标研究 [J]. 内蒙古科技与经济 ,2024,(09):95-100.
[4] 韦宝凤, 効碧鸿, 王赟, 李莹洁, 吴辉彦. 甘肃定西突发性强对流天气快速识别预警改进方法 [J]. 农业灾害研究 ,2023,13(11):240-242.