[發明專利]雷電預警預報方法和系統

有效

• 申請號: 202110254108.3
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113064222B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 鄭棟;姚雯;張義軍;李清勇;徐良韜;耿陽李敖
• 申請（專利權）人: 中國氣象科學研究院
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10;G01W1/02
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 劉云貴

本發明提供了一種雷電預警預報方法，包括：S1、確定預報啟動時刻，獲取預報啟動時刻后待預測時段的雷電模式產品數據、雷電觀測數據、預報啟動時刻前的氣象觀測數據；S2、重復步驟S1，分別形成雷電模式產品數據樣本集、雷電活動數據樣本集、氣象觀測數據樣本集；S3、進行樣本訓練，形成人工智能模型；S4、獲取待預測時段雷電模式產品數據和預報啟動時刻前的氣象觀測數據，輸入步驟S3的人工智能模型，獲取待預測時段的雷電活動信息。本發明還提供了一種實現該方法的雷電預警預報系統。采用本發明的方法和系統能夠克服現有技術因采用不同方法和技術路線導致的雷電臨近預警和短時預報分體運行的不便，一體化實現雷電臨近預警和短時預報。

技術領域

本發明涉及天氣預報領域，具體而言，涉及一種雷電預警預報方法和系統。

背景技術

雷電活動因其高電壓、大電流、強電磁輻射等特性，通常具有巨大的破壞性，造成重大人員傷亡和財產損失。為減少此類雷電災害帶來的損失，一個重要手段是對雷電活動進行短時預報(2-12小時)和臨近預警(0-2小時)。

已有的雷電活動短時預報基本上是基于數值預報模式開展的，主要包括兩種方法，第一種方法可以被稱為診斷方法，其利用與閃電活動關系密切的模式參量來預報閃電活動，比如將閃電活動與云內垂直氣流或冰相物含量等的參數化公式引入，當數值模式給出云內垂直氣流或冰相物含量的關系時，通過公式給出閃電活動的情況[Price,C.,andRind,D.,1992:A simple lightning parameterization for calculating globallightning distributions.J.Geophys.Res.Atmos.,97(D9),9919-9933,doi:10.1029/92JD00719；Wang,F.,Zhang,Y.Dong,W.,2010:A lightning activity forecast schemedeveloped for summer thunderstorms in South China.J.Meteor.Res.,24(5),631-640.]；第二種方法是將各種水成物粒子電荷濃度的預報方程直接引入數值模式(閃電起電參數化)，利用預報的雷暴云電荷結構計算云內場強，激發閃電放電、確定閃電放電的頻次(閃電放電參數化)，也即通過在數值模式微物理模擬中直接引入起電、放電參數化方案，實現對閃電活動的直接預報[黃麗萍，管兆勇，陳德輝，馬明，2008：基于高分辨率中尺度氣象模式的實際雷暴過程的數值模擬試驗.大氣科學，32(6)，1341-1351，doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2008.06.09.；徐良韜，張義軍，王飛，鄭棟，2012：雷暴起電和放電物理過程在WRF模式中的耦合及初步檢驗.大氣科學，36(5)，1041-1052，doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2012.11235；徐良韜，陳雙，姚雯，諶蕓，張榮，2018：利用起放電模式開展閃電活動的直接預報試驗.應用氣象學報，29(5)，534-545，doi:10.1198/1001-7313.20180503.；Fierro,A.O.,Mansell,E.R.,MacGorman,D.R.,Ziegler,C.L.,2013:Theimplementation of an explicit charging and discharge lightning scheme withinthe WRF-ARW model:Benchmark simulations of a continental squall line,atropical cyclone,and a winter storm.Mon.Wea.Rev.,141(7),2390-2415,doi:10.1175/MWR-D-12-00278.1.；Li,W.,Qie,X.,Fu,S.,Su,D.,Shen,Y.,2016:Simulation ofquasi-linear mesoscale convective systems in northern China:lightningactivities and storm structure.Ave.Atmos.Sci.,33(1),85-100,doi:10.1007/s00376-015-4170-3.；Liu,D.,Qie,X.,Peng,L.,and Li,W.,2014:Charge structure of asummer thunderstorm in North China:simulation using a regional atmosphericmodel system.Adv.Atmos.Sci.,31(5),1022-1034,doi:10.1007/s00376-014-3078-7.]。