单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进算法制造技术

本发明专利技术公开了一种单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进算法；本发明专利技术提出单站大气电场仪进行雷电预警时所常用的阈值法、极性反转法和电场跳变法等3种雷电预警方法的参数选取以及预警命中率、漏报率、预警提前时间以及空报率的检验方法，并提出利用三维闪电和大气电场的历史资料，对检验得到的预警命中率采用线性加权融合法，形成一种单站大气电场仪进行雷电预警的融合算法。

【技术实现步骤摘要】
单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进算法
本专利技术涉及雷电预警相关的
，具体来讲涉及的是一种单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进算法。
技术介绍
预警结果的客观检验是记录、考量预警质量，促进预警水平提高的重要手段，也是整个雷电预警过程中的重要环节。检验的目的，一是考量预警质量，预警准确度如何以及预警质量随时间的变化，二是提高预警质量，若要提高预警质量，首要任务就是需要通过客观检验，对预警做出客观评估以发现问题所在，进行总结以提高预警技能，三是比较不同预警方法间的预警质量，确定哪个预警系方法的预警质量更高，进而研究其具体表现。雷暴属于强对流天气具有时空尺度小，局地性强的特点，常规的地面气象站很难完全观测得到。因此，观测与预警预报“点对点”检验方法很难准确地反映分类预警预报质量。目前基于邻域(一定半径范围)的检验方法在强对流天气预报中得到较为广泛的应用，美国SPC方法(即对于每一个站点上的各分类预报正确与否，是用以该点为中心，40Km为半径的圆面上是否出现了，该分类的天气来判别检验方法)是空间检验方法中的一种。...

【技术保护点】
1.一种单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进算法，其特征在于；实现步骤如下；/n第一步：利用历史三维闪电资料筛选出以单站大气电场仪安装位置的经纬度为中心，20Km内的闪电数据；用该闪电数据划分雷暴过程；/n第二步：根据第一步得到的闪电数据，以单站大气电场仪安装位置的经纬度为中心，逐公里(1-20Km)统计其闪电发生数据，得到20个逐公里的闪电数据，并按第一步的方法划分雷暴过程次数，但不需再进行质量控制；/n第三步：分析大气电场值分别超过2kV/m、4kV/m、6kV/m(3级阈值)产生雷电预警时间记为t1(分别用t12、t14、t16表示)，对比第二步得到的每次雷暴过程第一条闪电发生时...

【技术特征摘要】
1.一种单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进算法，其特征在于；实现步骤如下；
第一步：利用历史三维闪电资料筛选出以单站大气电场仪安装位置的经纬度为中心，20Km内的闪电数据；用该闪电数据划分雷暴过程；
第二步：根据第一步得到的闪电数据，以单站大气电场仪安装位置的经纬度为中心，逐公里(1-20Km)统计其闪电发生数据，得到20个逐公里的闪电数据，并按第一步的方法划分雷暴过程次数，但不需再进行质量控制；
第三步：分析大气电场值分别超过2kV/m、4kV/m、6kV/m(3级阈值)产生雷电预警时间记为t1(分别用t12、t14、t16表示)，对比第二步得到的每次雷暴过程第一条闪电发生时间t2；t2-t1得到20个不同公里的预警提前时间，平均预警提前时间为T1＝Σt2-t1/NC1；
第四步：分析大气电场值分别超过2kV/m、4kV/m、6kV/m的时间t1，以30min为1时段，如果t1后30min内对应的公里的三维闪电资料无闪电发生，则空报次数NF1+1，得到3级大气电场阈值的预警空报次数NF1，空报率FAR1＝NF1/NC1+NF1,TS评分TS1＝NC1/NC1+NM1+NF1；
第五步：通过第一至四步得到的3级阈值法逐公里的预警命中率POD1、漏报率MAR1、平均预警提前时间T1、以及空报率FAR1；根据不同行业或项目的雷电预警防护需求结合准确率，确定预警范围，重新确定3级阈值；
第六步：电场极性反转(过零点)且幅值超过0.25kv/m(该值可设为变量，根据单站大气电场仪晴天大气电场监测数据设定)产生雷电预警时间记为t3，每次雷暴过程第一条闪电发生时间t2，平均预警提前时间为T2＝Σt2-t3/NC2，0min<t2-t3≦30min，则预警提前时间有效(30min变量或固定为15min、30min、45min、60min),仅记录最早的一个时间点t3；
第七步：如果t3后30min内对应的公里的三维闪电资料无闪电发生，则空报次数NF2+1，得到预警空报次数NF2，空报率FAR2＝NF2/NC2+NF2，TS评分TS2＝NC2/NC2+NM2+NF2；
第八步：通过第六至七步得到的过零点逐公里的预警命中率POD2、漏报率MAR2、预警提前时间T2以及空报率FAR2；
第九步：电场值跳变，以当电场强度绝对值超过0.25kV/m(该值可设为变量)，且出现，



产生雷电预警时间记为t4，每次雷暴过程第一条闪电发生时间t2，平均预警提前时间为T3＝Σt2-t4/NC3，0min<t2-t4≦30min，则预警提前时间有效(30min变量或固定为15min、30min、45min、60min)，仅记录最早的一个时间点t3；
第十步：如果t4后30min内对应的公里的三维闪电资料无闪电发生，则空报次数NF3+1，得到预警空报次数NF3，空报率FAR3＝NF3/NC3+NF3，TS评分TS3＝NC3/NC3+NM3+NF3；
第十一步：通过第九至十步得到的电场值跳变逐公里的预警命中率POD3、漏报率MAR3、预警提前时间T3以及空报率FAR3；
第十二步：采用线性加权融合法对20公里任一逐公里范围进行预警，汇总阈值法、极性反转法和电场跳变法等3种雷电预警方法利用实时大气电场监测数据分别得到是否产生雷电预警的结果，产生记为1，不产生为0；然后将第三步、第六步、第九步得到的3个命中率POD作为权重，将三种方法的结果进行加权利用，预警结果公式如下：



Score为综合预警结果，POD为第三步、第六步、第九步得到的预警...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁旻，吴安坤，李迪，张弛，杨朝梅，曾勇，佘菁力，兰方信，张开华，郭军成，朱曦嵘，黄钰，杨群，陈春，刘波，
申请(专利权)人：贵州省气象灾害防御技术中心，
类型：发明
国别省市：贵州;52