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WSR-88D冰雹探测算法在贵州地区的评估检验

王瑾 刘黎平

王瑾, 刘黎平. WSR-88D冰雹探测算法在贵州地区的评估检验. 应用气象学报, 2011, 22(1): 96-106..
引用本文: 王瑾, 刘黎平. WSR-88D冰雹探测算法在贵州地区的评估检验. 应用气象学报, 2011, 22(1): 96-106.
Wang Jin, Liu Liping. The evaluation of WSR-88D hail detection algorithm over Guizhou Region. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(1): 96-106.
Citation: Wang Jin, Liu Liping. The evaluation of WSR-88D hail detection algorithm over Guizhou Region. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(1): 96-106.

WSR-88D冰雹探测算法在贵州地区的评估检验

资助项目: 贵州省优秀青年科技人才培养对象专项基金黔科合人字 (2009)20号,贵州省气象局“雷达创新团队”项目
详细信息
    通信作者:

    王瑾, E-mail: wangjin6912@yahoo.com.cn

The Evaluation of WSR-88D Hail Detection Algorithm over Guizhou Region

  • 摘要: 通过制定一定的规则,使用贵州504个防雹炮点的冰雹观测资料及2005,2006年贵阳雷达站8次冰雹过程观测资料,使用时间窗方法间接地将风暴单体与降雹记录相联系,建立了冰雹算法校验数据库,并对降雹校验数据库的数据进行统计分析,应用探测概率、虚警率、临界成功指数来检验冰雹探测算法。强冰雹概率 (POSH) 的强冰雹探测算法的总体评估结果表明:当POSH算法的强冰雹预警阈值为30%时,在贵州地区获得最高的临界成功指数评分,但这个阈值在每次强冰雹预警时并不是都获得最佳结果。强冰雹预警阈值选择模式 (WTSM,即根据冻结层高度动态选择每天强冰雹指数的预警阈值) 在不同地区气候状况下的差异,是导致缺省的POSH算法在贵州地区应用不佳的最主要原因,这也说明对冰雹探测算法的局地性适用评估非常必要。通过对WTSM的调整,改进了原来的POSH算法。
  • 图  1  贵阳雷达观测的8次冰雹天气过程冰雹事件分布图

    Fig. 1  Distribution of hail reports for 8 hail cases observed by Guiyang radar

    图  2  2006年4月24日贵州西部的1次冰雹天气过程的5个强风暴的风暴跟踪图

    Fig. 2  Diagram of 5 storms tracking of a hailstorm case occurred over the west part of Guizhou on 24 April 2006

    图  3  具有相同冰雹概率的风暴存在明显强度差异的示意图

    Fig. 3  Sketch of two convective cells with identical POH and noticeable difference in intensity

    图  4  2006年4月9日15:15贵阳雷达1.5°仰角风暴识别图 (相邻距离圈之间距离为30 km)(a) 及风暴1在l线上的垂直剖面图 (b)

    Fig. 4  1.5° elevation PPI reflectivity and storm identification displays of Guiyang radar at 15:15 9 April 2006

    (the distance between odjacent circles is 30 km) (a) and cross section of storm 1 as line l in Fig. 4a(b)

    图  5  不同冰雹日的ICSISH的变化曲线图

    Fig. 5  Plots of ICS for the range of ISH of the study

    图  6  冻结层高度与最佳ISH的点聚图

    Fig. 6  Plot of best ISH vs freezing level

    表  1  8次冰雹过程的POH算法总体评估结果

    Table  1  Performance results of POH algorithm for 8 hail cases

    冰雹
    概率/%
    记录
    总数
    n成功 n虚警 n漏报 DPO RFA ICS
    10 562 341 196 25 0.93 0.37 0.61
    20 534 323 186 25 0.93 0.37 0.60
    30 510 310 174 26 0.92 0.36 0.61
    40 484 295 161 28 0.91 0.35 0.61
    50 463 285 150 28 0.91 0.34 0.62
    60 434 265 138 31 0.90 0.34 0.61
    70 393 232 121 40 0.85 0.34 0.59
    80 337 194 98 45 0.81 0.34 0.58
    90 250 139 64 56 0.71 0.32 0.54
    100 176 90 29 66 0.58 0.24 0.49
    注:记录总数表示以对应冰雹概率作为冰雹探测预警阈值时进入降雹校验数据库的记录数。
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    表  2  8次冰雹过程的POSH算法总体评估结果

    Table  2  Performance results of POSH algorithm for 8 hail cases

    强冰雹
    概率/%
    记录
    总数
    n成功 n虚警 n漏报 DPO RFA ICS
    0 362 192 163 7 0.96 0.46 0.53
    10 194 115 69 10 0.92 0.38 0.59
    20 157 99 47 11 0.90 0.32 0.63
    30 119 82 25 13 0.86 0.23 0.68
    40 86 50 16 21 0.70 0.24 0.57
    50 63 27 9 28 0.49 0.25 0.42
    60 39 9 5 35 0.20 0.36 0.18
    70 9 2 3 41 0.05 0.60 0.04
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    表  3  每个冰雹检验日POSH算法评估结果

    Table  3  POSH performance for individual days

    日期 统计量 强冰雹概率/%
    0 10 20 30 40 50 60
    2005-05-01 记录数 60 31 21 17 9 2 1
    n成功 46 24 21 17 9 2 1
    n虚警 13 6 5 1 0 0 0
    n漏报 1 1 1 1 2 6 6
    DPO 0.78 0.80 0.81 0.94 1 1 1
    RFA 0.22 0.20 0.19 0.06 0 0 0
    ICS 0.77 0.77 0.78 0.89 0.82 0.25 0.14
    2005-05-02 记录数 52 33 32 29 25 14 6
    n成功 24 22 21 21 19 12 1
    n虚警 28 9 9 6 4 0 0
    n漏报 0 2 2 2 2 2 5
    DPO 0.46 0.71 0.70 0.78 0.83 1 1
    RFA 0.54 0.29 0.30 0.22 0.17 0 0
    ICS 0.46 0.67 0.66 0.72 0.76 0.85 0.17
    2006-04-09 记录数 62 19 14 9 7 4 0
    n成功 24 7 6 6 4 0 0
    n虚警 37 11 7 2 2 1 0
    n漏报 1 1 1 1 1 3 3
    DPO 0.39 0.39 0.46 0.75 0.67 0 0
    RFA 0.61 0.61 0.54 0.25 0.33 1 0
    ICS 0.39 0.37 0.43 0.67 0.57 0 0
    2006-04-24 记录数 63 43 37 23 14 12 9
    n成功 40 29 28 16 7 6 2
    n虚警 22 13 8 4 1 0 0
    n漏报 1 1 1 3 6 6 7
    DPO 0.65 0.69 0.78 0.80 0.88 1 1
    RFA 0.35 0.31 0.22 0.20 0.12 0 0
    ICS 0.63 0.67 0.76 0.70 0.50 0.50 0.22
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-16
  • 修回日期:  2010-10-18
  • 刊出日期:  2011-02-28

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