一种龙卷涡旋特征自动识别算法制造技术

本发明专利技术公开了一种龙卷涡旋特征自动识别算法，包括如下步骤：步骤1：对雷达基数据中的非气象回波进行识别和抑制，对径向速度进行退模糊处理；步骤2：使用风暴识别追踪算法识别风暴单体，记录其质心位置；步骤3：使用二维局部线性最小平方差分方法估计方位涡度切变；步骤4：使用多阈值识别一维方位切变段；步骤5：基于空间邻近原则识别二维方位切变特征；步骤6：通过垂直关联识别三维方位切变特征；步骤7：关联三维方位切变特征和风暴单体；步骤8：基于风暴的三维方位切变特征识别TVS。本发明专利技术可降低TVS识别的虚警率，提高TVS识别的击中率。

An automatic recognition algorithm of tornado vortex features

【技术实现步骤摘要】
一种龙卷涡旋特征自动识别算法
本专利技术涉及天气雷达系统
，特别涉及一种龙卷涡旋特征自动识别算法。
技术介绍
超级单体的一个本质特征是具有持久深厚的中气旋，它是与强对流风暴的上升气流和后侧下沉气流紧密相联的小尺度涡旋(直径3-10km)，在雷达径向速度图上表现为沿方位对称分布的速度涡偶。蓝金涡旋常被用来模拟中气旋，即在中气旋核区半径内，其旋转速度随着距离线性增加，在核区半径外，旋转速度随着距离成反比减小，那么在中气旋核区的同一距离圈上，沿顺时针方位雷达径向速度有一个逐渐增加的趋势，即从最大的负速度逐渐增大到零，再从零逐渐增大到最大的正速度。90％以上的中气旋伴随有强雹、强风和龙卷等灾害性天气，但仅有25％左右的中气旋发展成龙卷。除了中气旋外，在雷达径向速度图上还能识别一种与龙卷紧密关联的比中气旋尺度更小(约1km)、旋转更快(速度方位切变0.05s-1)的涡旋，被称为龙卷涡旋特征(TVS：TornadoVortexSignature)。中国新一代天气雷达系统中使用的TVS识别算法来自美国的TVS识别算法，国内几乎没有自主研发的龙卷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种龙卷涡旋特征自动识别算法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：首先采用现有技术对雷达基数据中的地物杂波、超折射回波、噪声等非气象回波进行识别和抑制，对径向速度进行退模糊处理；/n步骤2：使用风暴识别追踪算法识别风暴单体，记录其质心位置；/n步骤3：使用二维局部线性最小平方差分方法估计方位涡度切变；/n步骤4：使用多阈值识别一维方位切变段；/n步骤5：基于空间邻近原则识别二维方位切变特征；/n步骤6：通过垂直关联识别三维方位切变特征；/n步骤7：关联三维方位切变特征和风暴单体；/n步骤8：基于风暴的三维方位切变特征，使用超级单体龙卷个例统计得到的距离依赖的旋转速度及其对应的最大最小速度...

【技术特征摘要】
1.一种龙卷涡旋特征自动识别算法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：首先采用现有技术对雷达基数据中的地物杂波、超折射回波、噪声等非气象回波进行识别和抑制，对径向速度进行退模糊处理；
步骤2：使用风暴识别追踪算法识别风暴单体，记录其质心位置；
步骤3：使用二维局部线性最小平方差分方法估计方位涡度切变；
步骤4：使用多阈值识别一维方位切变段；
步骤5：基于空间邻近原则识别二维方位切变特征；
步骤6：通过垂直关联识别三维方位切变特征；
步骤7：关联三维方位切变特征和风暴单体；
步骤8：基于风暴的三维方位切变特征，使用超级单体龙卷个例统计得到的距离依赖的旋转速度及其对应的最大最小速度的方位序号间隔以及方位涡度切变等3个标准识别龙卷涡旋特征TVS。


2.如权利要求1所述的龙卷涡旋特征自动识别算法，其特征在于，使用二维局部线性最小平方差分方法估计方位涡度切变。


3.如权利要求1所述的龙卷涡旋特征自动识别算法，其特征在于，一维方位切变段的识别是沿径向方向搜寻方位涡度切变大于预设阈值的连续库，其中允许夹杂着最多2个比设定阈值小4以内的方位涡度切变库。


4.如权利要求2所述的龙卷涡旋特征自动识别算法，其特征在于，预设阈值的缺省分6级，分别为70、60、50、40、30、20，单位为10-4s-1。

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【专利技术属性】
技术研发人员：肖艳姣，李中华，王志斌，王珏，
申请(专利权)人：中国气象局武汉暴雨研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42