用于预报降雨的方法技术

本申请公开了一种用于预报降雨的方法，包括以下步骤：S1，用气象雷达对预定的被监测区域的上空进行扫描，确定用作降雨趋势参考对象的参考云团；S2，用气象雷达获取所述参考云团在预定的最低扫描高度处的回波数据，根据所述参考云团在所述最低扫描高度处的回波数据计算出所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的减少量；S3，用气象雷达获取所述参考云团在预定的凝结高度范围内的回波数据，根据所述参考云团在所述凝结高度范围内的回波数据计算出所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的增加量；S4，将所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的减少量和增加量进行比较，根据比较结果确定所述监测区域内的降雨趋势。

【技术实现步骤摘要】
用于预报降雨的方法
本专利技术涉及天气预报
，特别涉及一种用于预报降雨的方法。
技术介绍
定点短时降雨趋势预报对于防灾减灾工作是非常重要的，企业或相关人员可以根据预报提前做好防护措施，避免造成积水灾害及次生灾害。但是，至今为止定点短时降雨预报仍是一个科技难题，传统方法的预报准确率很低。短时降雨趋势主要取决于地面水汽补充量和高空水汽补充量两个因素，但是这两个因素都难于监测。具体而言，地面水汽补充的原理是：地面温度升高，水汽蒸发后随气流上升到空中来补充云中的水汽，云中的水汽继续上升，随着温度降低会形成水滴降落下来成为降雨。在这个过程中，地面水汽补充量受到地形、地面温度、气流等外界因素的影响非常大，局部地面上是否存在水体对地面水汽补充量的影响更大，哪怕两个地区相距只有一公里的距离，两地的地面水汽补充量都可能明显不同。如果要对一定范围内的地面水汽补充量进行精准的监测，则需要在该范围内非常密集地安装传感器，这在现实中是难以实现的，因此，精准监测地面水汽补充量的难度极大。另一方面，想要精准地监测高空水汽补充量也非常困难，因为高空气流携带的水汽在高空上沿水平和垂直两个方向的分布都是不均匀的。目前监测高空水汽的主要方式是使用高空气球进行监测，但是气球监测站数量较少，彼此间距一般都超过100公里，而且由于成本所限，施放气球的时间间隔一般超过12小时，这种情况下获得的高空水汽数据非常有限且即时性很差，对具体位置的短时降雨趋势预报的参考价值很低。因此，有必要提供一种更加精确高效的用于预报定点短时降雨趋势的方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于预报降雨的方法，包括以下步骤：S1，用气象雷达对预定的被监测区域的上空进行扫描，确定用作降雨趋势参考对象的参考云团；S2，用气象雷达获取所述参考云团在预定的最低扫描高度处的回波数据，根据所述参考云团在所述最低扫描高度处的回波数据计算出所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的减少量；S3，用气象雷达获取所述参考云团在预定的凝结高度范围内的回波数据，根据所述参考云团在所述凝结高度范围内的回波数据计算出所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的增加量；S4，将所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的减少量和增加量进行比较，根据比较结果确定所述监测区域内的降雨趋势。优选地，所述步骤S1包括以下子步骤：S11，确定气象雷达的扫描频率；S12，确定气象雷达的最低扫描高度；S13，确定气象雷达的扫描高度范围；S14，在所述被监测区域中划分出监测格点，使用气象雷达获取每个格点的扫描数据；S15，根据获取的扫描数据选定参考云团。优选地，所述每个格点的扫描数据包括该格点的经纬度以及该格点在所述扫描高度范围内的雷达回波强度。优选地，所述步骤S2包括以下子步骤：S21，确定所述被监测区域中的与所述参考云团位置对应的监测格点；S22，读取所述参考云团在与其位置对应的每个监测格点上空的所述最低扫描高度处的回波强度值；S23，在预定的参考时段内，以预定的计算频率根据读取的所述回波强度值计算穿过所述最低扫描高度的水汽总量；S24，根据在预定的参考时段内以预定的计算频率计算出来的穿过所述最低扫描高度的水汽总量的多个数值，计算所述参考云团在所述参考时段内的水汽减少量的均值。优选地，所述步骤S2还包括以下的子步骤：S25，依照预定的计算频率滚动地更新所述参考云团在所述参考时段内的水汽减少量的均值。优选地，所述步骤S3包括以下子步骤：S31，确定所述凝结高度范围；S32，在所述凝结高度范围中的每个扫描层内，读取所述参考云团在与其位置对应的每个监测格点上空处于该扫描层内的回波强度值；S33，在预定的参考时段内，以预定的计算频率根据读取的所述回波强度值计算所述凝结高度范围中的每个扫描层的水汽总量，并在计算得到的所述凝结高度范围中的每个扫描层的水汽总量中选取最大值用作水汽增加量计算参数；S34，根据在预定的参考时段内依照预定的计算频率获得的多个水汽增加量参数，计算所述参考云团在所述参考时段内的水汽增加量的均值。优选地，所述步骤S3还包括以下的子步骤：S35，依照预定的计算频率滚动地更新所述参考云团在所述参考时段内的水汽增加量的均值。优选地，所述步骤S4包括：若是所述参考云团在所述参考时段内的水汽减少量大于所述参考云团在所述参考时段内的水汽增加量，且二者的差值超出预定的水汽损耗阈值，则判断所述被监测区域内的降雨将会减弱或停止；若是所述参考云团在所述参考时段内的水汽减少量小于所述参考云团在所述参考时段内的水汽增加量，且二者的差值超出预定的水汽补充阈值，则判断所述被监测区域内的降雨将会继续增强。优选地，所述步骤S4还包括：如果所述参考云团在所述参考时段内的水汽减少量等于所述参考云团在所述参考时段内的水汽增加量，或者所述参考云团在所述参考时段内的水汽减少量大于所述参考云团在所述参考时段内的水汽增加量，但二者的差值并未超出所述水汽损耗阈值，或者所述参考云团在所述参考时段内的水汽减少量小于所述参考云团在所述参考时段内的水汽增加量，但二者的差值并未超出上述水汽补充阈值，则都判断所述被监测区域内的降雨将会维持现有强度。优选地，所述预定的参考时段为30分钟；所述最低扫描高度为500米；所述气象雷达的扫描频率为每6分钟扫描一次；所述气象雷达的扫描高度范围为10000米。依照上述的实施方式，本申请实现了用气象雷达监测云团中的水汽，进而基于气象雷达的监测数据预报定点短时降雨趋势的目的。相比于本领域的现有技术，本申请提供的方法不仅能够更加精确地预报预定区域内的降雨趋势，而且具有操作方便、成本低廉、自动化程度高等诸多方面的优点，实用价值极高。附图说明图1示出了本专利技术的一个实施方式提供的用于预报降雨的方法的主要步骤的流程示意图。图2是图1所示的流程示意图中的步骤S1的子步骤的流程示意图。图3是图1所示的流程示意图中的步骤S2的子步骤的流程示意图。图4是图1所示的流程示意图中的步骤S3的子步骤的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图结合实施例，对本专利技术进一步详细说明。本申请的主要技术方案是利用气象雷达对云团进行扫描，获取扫描得到的雷达回波数据来分析定点短时降雨趋势。该方法的基本原理大致如下所述：降雨的原理是水汽到达高空之后因为温度降低而凝结为水珠降落下来形成雨。气象雷达扫描时可能难以发现水汽，但是能够发现水汽凝结形成的水珠。气象雷达扫描的回波强度可以直接反映出云团中由水汽凝结形成的水珠的含量，回波越强则表明云团中的水珠越多；根据回波强度可以计算出云团中的水珠含量，并根据水珠含量进一步计算出云团中的水汽含量。另外，当云团中的水珠距离地面越低时，它们不再蒸发而直接降到地面的可能性就越大。根据这一原理，还可以达到用气象雷达来监测云团中的水汽减少量的目的。例如，可以为气象雷达设定一定的最低扫描高度，把处于该最低扫描高度及其以下的水珠视为将不再蒸发而是会直接形成降雨的水珠，然后根据气象雷达在该最低扫描高度或其以下一定范围内监测到的回波强度计算出相应的云团水汽含量；由于计算出的这部分云团水汽含量可以被视为都是将会形成降雨落到地面的水珠，因此这部分云团水汽含量就可以当做是云团中的“水汽动态减少量”。除了可以根据上述原理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于预报降雨的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，用气象雷达对预定的被监测区域的上空进行扫描，确定用作降雨趋势参考对象的参考云团；S2，用气象雷达获取所述参考云团在预定的最低扫描高度处的回波数据，根据所述参考云团在所述最低扫描高度处的回波数据计算出所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的减少量；S3，用气象雷达获取所述参考云团在预定的凝结高度范围内的回波数据，根据所述参考云团在所述凝结高度范围内的回波数据计算出所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的增加量；S4，将所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的减少量和增加量进行比较，根据比较结果确定所述监测区域内的降雨趋势。

【技术特征摘要】
1.一种用于预报降雨的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，用气象雷达对预定的被监测区域的上空进行扫描，确定用作降雨趋势参考对象的参考云团；S2，用气象雷达获取所述参考云团在预定的最低扫描高度处的回波数据，根据所述参考云团在所述最低扫描高度处的回波数据计算出所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的减少量；S3，用气象雷达获取所述参考云团在预定的凝结高度范围内的回波数据，根据所述参考云团在所述凝结高度范围内的回波数据计算出所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的增加量；S4，将所述参考云团中的水汽在预定的参考时段内的减少量和增加量进行比较，根据比较结果确定所述监测区域内的降雨趋势。2.如权利要求1所述的用于预报降雨的方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：S11，确定气象雷达的扫描频率；S12，确定气象雷达的最低扫描高度；S13，确定气象雷达的扫描高度范围；S14，在所述被监测区域中划分出监测格点，使用气象雷达获取每个格点的扫描数据；S15，根据获取的扫描数据选定参考云团。3.如权利要求2所述的用于预报降雨的方法，其特征在于，所述每个格点的扫描数据包括该格点的经纬度以及该格点在所述扫描高度范围内的雷达回波强度。4.如权利要求1所述的用于预报降雨的方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：S21，确定所述被监测区域中的与所述参考云团位置对应的监测格点；S22，读取所述参考云团在与其位置对应的每个监测格点上空的所述最低扫描高度处的回波强度值；S23，在预定的参考时段内，以预定的计算频率根据读取的所述回波强度值计算穿过所述最低扫描高度的水汽总量；S24，根据在预定的参考时段内以预定的计算频率计算出来的穿过所述最低扫描高度的水汽总量的多个数值，计算所述参考云团在所述参考时段内的水汽减少量的均值。5.如权利要求4所述的用于预报降雨的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括以下的子步骤：S25，依照预定的计算频率滚动地更新所述参考云团在所述参考时段内的水汽减少量的均值。6.如权利要求1所述的用于预报降雨的方法，其特征在于，所述步骤S3...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙健骏，
申请(专利权)人：广州积雨云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44