[發明專利]一種計算機自動識別預報人工防雹作業潛勢的方法

有效

• 申請號: 202110096885.X
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112766581B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 林文;張維;李丹
• 申請（專利權）人: 福建省氣象科學研究所
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10;G06V20/50
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發明公開了一種計算機自動識別預報人工防雹作業潛勢的方法，包括基于實時讀取的探空特征層數據，計算并繪制出位溫θ、假相當位溫θsubgt;se/subgt;以及飽和假相當位溫線，并結合探空風向風速數據，得到V?3θ圖像，其中橫坐標為絕對溫度，縱坐標為大氣壓強；根據V?3θ圖像圖像，識別大氣層結參量特征，包括：θ折拐、超低溫、垂直風切條件、水汽垂直分布條件和冷層云特征；根據大氣層結參量特征進行人工防雹作業潛勢的自動識別預報。利用計算機圖像識別方法，通過自動識別判斷大氣垂直層結條件以及降雹潛勢指標，提供人工防雹潛勢預報結果，避免主觀判斷誤差，提高預報準確率和防災減災效率。

技術領域

本發明涉及人工防雹技術領域，更具體的說是涉及一種利用計算機自動識別和預報人工防雹作業潛勢條件的方法。

背景技術

人工防雹是目前能夠有效抵御或減輕冰雹災害的人工手段之一。我國是開展人工防雹的大國，現有20多個省都在開展防護煙草、果樹等不同目的的人工防雹作業。

雖然國內外進行人工防雹的研究已經有多年積累，但在人工防雹作業中仍未解決的關鍵問題是如何提前數小時獲取可能發生冰雹天氣的先兆氣象信息，以便人工防雹來抑制冰雹的發生，目前普遍使用的數值模式對中小尺度強對流天氣發生區域和災害強度的預報困難較大。因此，為了提前有效地預測人工防雹的最佳作業時機，首先需要深入認識冰雹或強對流天氣產生的動力熱力原因，弄清大氣層結不穩定的物理過程。

基于探空轉化得出的V-3θ圖，建立以大氣熱結構不穩定及渦旋流場轉換為依據的冰雹天氣潛勢預測指標，較傳統天氣診斷及T-logP圖對大氣結構分析更為直觀準確，國內部分省份的氣象局或航管部門在冰雹潛勢預報中使用效果顯著。但由于人為主觀對V-3θ圖中冰雹潛勢指標的識別判斷差異性較大，常因此造成漏報和空報。

因此，如何提供一種利用計算機自動識別和預報人工防雹作業潛勢條件的方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種計算機自動識別預報人工防雹作業潛勢的方法，利用計算機圖像識別方法，通過自動識別判斷大氣垂直層結條件以及降雹潛勢指標，提供人工防雹潛勢預報結果，避免主觀判斷誤差，提高預報準確率和防災減災效率。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種計算機自動識別預報人工防雹作業潛勢的方法，包括：

步驟1：基于實時讀取的探空特征層數據，計算并繪制出位溫θ、假相當位溫θ_se以及飽和假相當位溫線，并結合探空風向風速數據，得到V-3θ圖像，其中橫坐標為絕對溫度，縱坐標為大氣壓強；

步驟2：計算機根據V-3θ圖像，識別大氣層結參量特征，包括：θ折拐、超低溫、垂直風切條件、水汽垂直分布條件和冷層云特征；

步驟3：根據大氣層結參量特征進行人工防雹作業潛勢的自動識別預報。

優選的，識別θ折拐、超低溫的具體方法為：

根據V-3θ圖像中數據點間對應的位溫θ差值和絕對溫度差計算得到位溫θ線與橫坐標夾角，當某高度θ線夾角大于45°，表示該高度有θ折拐；

θ線左傾部分，且該左傾部分θ線與橫坐標夾角大于70°，表示該特征層存在超低溫。

優選的，識別垂直風切條件的具體方法為：

根據V-3θ圖像，若上層風向與下層方向結果為0～-180°或者-180～-360°，表示垂直風切順時針旋轉，且連續四層特征層或以上均為垂直風切順時針旋轉，則判斷為順滾流，否則為逆滾流。

優選的，識別水汽垂直分布條件的具體方法為：

根據V-3θ圖像，計算地面到400hPa大氣壓強中每一特征層最小值MINwet；