基于雷达回波区域嵌套的致洪暴雨预警方法研究

摘要

天气雷达是对灾害性天气监测预警极为有效的工具。根据2005—2022年内蒙古自治区呼和浩特市降水量资料、多普勒天气雷达基数据、暴雨洪涝资料，选取雷达1 km高度等高距离方位显示图（Constant Altitude Plan Position Indicator,CAPPI）中雷达回波的强度、面积、梯度等特征参数，根据致洪暴雨雷达回波的尺度差异，确定致洪暴雨预警分级阈值。首次研发了雷达回波区域嵌套（“大区”和“小区”结合）分析技术方法 （Radar echo Nested Analysis Technique,RNAT），并建立预警指标模型，用于致洪暴雨预警。以2024年8月8—9日内蒙古自治区致洪暴雨过程为例，对该模型的预警效果进行客观自动识别检验，结果表明：（1）雷达回波区域嵌套预警致洪暴雨指标模型的“小区”最优面积为289 km²，最佳边长为17 km。（2）应用百分位法对最优面积识别的对流单体强度定级，确定了雷达回波区域嵌套“小区”强降水权重最大参数大于40 dBz的面积参数(S₄₀)取值范围：蓝色(60 km²40≤120 km²)、黄色(120 km²40≤180 km²)、橙色(180 km²40≤210 km²)、红色(S₄₀>210 km²)预警指标。（3）个例检验结果表明，雷达回波区域嵌套预警致洪暴雨模型，可有效提高雷达回波对致洪暴雨的预警能力，通过“小区”雷达指标判断预警可精准定位洪涝风险点并根据回波演变发布强降水预警，有助于提升天气雷达对强降水等灾害性天气的定时、定点、定量预警靶向发布能力。

关键词

致洪暴雨 / 雷达回波 / 区域嵌套 / 自动预警

基金资助

东北区域气象科技协同创新联合基金项目（2024GX002）; 中国气象局气象能力提升联合研究专项（23NLTSZ009）