【技术实现步骤摘要】
一种高原地区冰雹天气的双预报模型的构建方法
[0001]本专利技术涉及气象学领域中的冰雹灾害预测，尤其涉及一种高原地区冰雹天气的双预报模型的构建方法。
技术介绍
[0002]冰雹是由强对流天气系统引起的一种剧烈的气象灾害，它出现的空间范围小、生命史短、来势迅猛。冰雹的形成需要大气中存在相当厚度的不稳定层、云内有倾斜不均匀且能长时间支撑雹块的上升气流、在最大上升速度的上方有液态过冷水累积带等
[1]。除此之外，下垫面的植被，地形等因素都会影响强对流的发展，比如土壤的热容小于海水，因此内陆比海水更容易被辐射加热，造成对流不稳定，从而使得内陆冰雹多于沿海，所以地势对冰雹的大小和时空分布有显著影响
[2]。2018年，郑飒飒等分析了地理因子对冰雹形成的影响
[3]；段鹤等对云南冰雹的预报预警方法进行了研究
[4]。我国地形地势具有显著的三级阶梯状分布的特征，山地起伏不平，山地常常起到强迫对流抬升的作用，从而增加了冰雹发生的概率,冰雹的高发区主要集中在我国的青藏高原、青海、内蒙古东部和东北地区，而我国平...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高原地区冰雹天气的双预报模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)样本的收集与制作：通过收集足量的高原地区冰雹样本和极易与冰雹混淆的短时强降水样本作为构建模型的基础，并且按照一定的比例划分为训练集、验证集和测试集；(2)特征的组建：首先移植平原地区冰雹天气的6个机理性特征；构建2个高程特征；(3)构建基于随机森林的分类识别模型；联合采用反映冰雹形成机理特征和高程特征，构建基于随机森林的冰雹/短时强降水分类识别模型；(4)构建基于贝叶斯最小错误决策的概率模型：首先通过主成分分析进行特征的空间转化，其次基于贝叶斯最小错误决策构建冰雹天气的概率识别模型；(5)融合策略的提出。2.根据权利要求1所述高原地区冰雹天气的双预报模型的构建方法，其特征在于，所述步骤(1)样本的收集与制作包括以下步骤：1
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1)本发明研究中国高原地区冰雹云的分类识别，故选择冰雹作为正样本，同时选择极易与冰雹混淆的短时强降水作为负样本；收集足量的冰雹样本和短时强降水样本；使用贵州省2010
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2015共6年的历史数据展开了冰雹识别模型的建立和结果分析，其中冰雹过程95个，冰雹单体1402个，与95个冰雹过程同时段或相近时段的短时强降水过程110个，强降水单体1210个；1
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2)按照6:2:2的比例将所有样本划分为训练集、验证集与测试集，训练集用于训练模型，验证集用于调参，测试集用于测试模型的分类识别性能。3.根据权利要求1所述高原地区冰雹天气的双预报模型的构建方法，其特征在于，所述步骤(2)特征的组建包括以下步骤：2
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1)强对流单体机理特征选用悬垂度、有效厚度、单体核液态比率、核均值、高回波比和峰度；2
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2)鉴于海拔高度对冰雹和短时强降水分类识别的影响，提取单体核区所对应地面区域的最大高程和平均高程；最大高程表示地面区域的最高高度，同时可以计算出冰雹最先落地的最短融化距离，即用0℃层高度减去该地区的海拔高度，如式(1)；H
min_melt
＝H0‑
H
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，H
max
为单体核区对应地面区域内的最大高程值。同理也可以计算出平均融化距离，如式(2)；式中，为单体核区对应地面区域内的平均高程值。4.根据权利要求1所述高原地区冰雹天气的双预报模型的构建方法，其特征在于，所述步骤(3)构建基于随机森林的分类识别模型包括以下步骤：3
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1)选择以上6个机理性特征和2个高程特征共8个特征组成特征向量，以短时强降水单体作为反例来构建基于随机森林的冰雹识别模型；3
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2)随机森林模型中，可调参数有基分类器，即决策树，个数C1、为各决策树分配的特征数量C2、树的最大深度C3、为可拆分节点限定的最小样...
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