2σ闪电跃增算法在湖北地区冰雹预警中的应用与改进研究

摘要

2σ闪电跃增算法是一种用于分析闪电频次变化率来预警冰雹、龙卷等灾害性天气的常用算法。然而，该算法在实际应用中可能会出现虚警现象，且在不同地区其适用性存在差异。为此，基于冰雹过程中雷达垂直积分液态水含量(VIL)跃增量(GVIL)变化特征，增加GVIL判定条件以改进2σ闪电跃增算法，并结合2015—2023年湖北省116个冰雹事件与相应的雷达、闪电数据，系统评估改进算法在湖北地区的冰雹预警能力。结果表明，改进2σ算法在保持高命中率(POD=90.5%)的同时，虚警率FAR由41.4%降低到20.1%，临界成功指数CSI由56.4%提升至73.7%，平均预警提前时间约21.8 min。通过将其应用于典型冰雹个例，进一步验证了改进2σ算法的有效性和适用性。研究成果可为提升湖北地区冰雹预警能力提供新的技术手段。

关键词

冰雹 / 闪电 / 2σ闪电跃增算法 / 湖北

基金资助

湖北省自然科学基金气象联合基金项目(2022CFD123,2022CFD011,2023AFD095); 全国暴雨研究开放基金项目(BYKJ2024Z08); 武汉市气象科技联合项目(2024020901030452); 中国气象局雷电重点开放实验室开放课题(2024KELL-B013,2025KELL-B001)