ISSN 1004-4965

CN 44-1326/P

用微信扫描二维码

分享至好友和朋友圈

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于组网多普勒雷达径向速度场的福建近海台风中心定位研究

苏源 倪悦 曾凡辉 张深寿

苏源, 倪悦, 曾凡辉, 张深寿. 基于组网多普勒雷达径向速度场的福建近海台风中心定位研究[J]. 热带气象学报, 2024, 40(2): 189-197. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.018
引用本文: 苏源, 倪悦, 曾凡辉, 张深寿. 基于组网多普勒雷达径向速度场的福建近海台风中心定位研究[J]. 热带气象学报, 2024, 40(2): 189-197. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.018
SU Yuan, NI Yue, ZENG Fanhui, ZHANG Shenshou. Offshore Tropical Cyclone Locating Method for Fujian Based on Network Doppler Radial Velocity Field[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2024, 40(2): 189-197. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.018
Citation: SU Yuan, NI Yue, ZENG Fanhui, ZHANG Shenshou. Offshore Tropical Cyclone Locating Method for Fujian Based on Network Doppler Radial Velocity Field[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2024, 40(2): 189-197. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.018

基于组网多普勒雷达径向速度场的福建近海台风中心定位研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.018
基金项目: 

福建省气象局开放式研究基金项目 2020K07

详细信息
    通讯作者:

    张深寿,男,福建省人,研究员级高级工程师,主要从事天气雷达应用研究。E-mail:zss1976@163.com

  • 中图分类号: P444

Offshore Tropical Cyclone Locating Method for Fujian Based on Network Doppler Radial Velocity Field

  • 摘要: 本文探讨了一种基于组网多普勒雷达径向速度零速度线(区)对福建近海台风中心定位的方法,该方法利用了台风中心位于雷达径向速度产品中零速度线(区)上的特征,理论上可以将两部(或以上)多普勒雷达零速度线(区)的重合点(或区域)认定为台风中心,并利用空间密度聚类法和线性回归分析对台风零速度线(区)弯曲、不连续以及重合点不唯一等情况做进一步中心定位判定。研究发现,该方法时空分辨率高、定位精准,可以对发展形态不规则、速度模糊、临近登陆或登陆后的台风实现定位,对台风实时业务定位和路径预报等具有一定的参考价值,同时具有简单易行、适用范围广的优势。

     

  • 图  1  利用多普勒雷达径向速度定位台风中心方法示意图

    图  2  台风“玛莉亚”(绿色)、“莫兰蒂”(黄色)、“卢碧”(蓝色)路径图

    图  3  组网多普勒雷达径向零速度线(区)台风中心定位法示意图

    黑色实线为穿过台风中心的雷达波束,黑色虚线为未穿过台风中心的雷达波束,黑色圆点代表台风中心。

    图  4  2021年8月6日17时台风“卢碧”中心定位步骤

    a. 泉州雷达零速度点(灰点)及上一时次台风中心50 km半径内零速度点(蓝点);c. 厦门雷达零速度点及上一时次台风中心50 km半径内零速度点(红点);e.组网雷达零速度点半径提取后的叠加;b、d分别为泉州、厦门零速度点的密度分布,f为组网雷达高密度零速度点的线性回归分布(星号为该时次台风中心定位结果)。

    图  5  台风“莫兰蒂”(a、b、c、d)、“玛莉亚”(e、f、g、h)、“卢碧”(i、j、k、l)定位情况

    a、e、i为雷达组合反射率,b、c、f、g、j、k表示不同台风不同仰角的径向速度场;红色方形表示CMA定位的台风中心位置,黑色菱形表示零速度线(区)定位法的台风中心位置;d、h、l为零速度线(区)法定位台风中心,红色和蓝色点或线表示不同雷达探测到的零速度线(区),图中黑色星号表示零速度线(区)的重合点即为定位台风中心。

    图  6  利用零速度线(区)定位的台风“莫兰蒂”(上)、“玛莉亚”(中)、“卢碧”(下)中心位置(浅蓝)和中央气象台定位的中心位置(深蓝)

    表  1  台风“莫兰蒂”、“玛莉亚”、“卢碧”定位情况

    台风 时次(北京时) 中央气象台定位 零速度线(区)法定位 绝对误差
    1614号台风“莫兰蒂” 9月14日23时 118.7 °E,23.7 °N 118.66 °E,23.74 °N 0.04 °E,0.04 °N
    9月15日00时 118.5 °E,23.9 °N 118.60 °E,23.94 °N 0.10 °E,0.04 °N
    9月15日01时 118.5 °E,24.1 °N 118.51 °E,24.13 °N 0.01 °E,0.03 °N
    9月15日02时 118.4 °E,24.3 °N 118.37 °E,24.34 °N 0.03 °E,0.04 °N
    9月15日03时 118.3 °E,24.5 °N 118.23 °E,24.56 °N 0.07 °E,0.06 °N
    9月15日04时 118.1 °E,24.7 °N 118.02 °E,24.65 °N 0.08 °E,0.05 °N
    9月15日05时 117.9 °E,24.8 °N 117.84 °E,24.78 °N 0.06 °E,0.02 °N
    9月15日06时 117.8 °E,24.9 °N 117.70 °E,24.91 °N 0.10 °E,0.01 °N
    9月15日07时 117.7 °E,25.0 °N 117.57 °E,25.05 °N 0.13 °E,0.05 °N
    1808号台风“玛利亚” 7月11日07时 120.6 °E,26.3 °N 120.48 °E,26.25 °N 0.12 °E,0.05 °N
    7月11日08时 120.3 °E,26.4 °N 120.13 °E,26.32 °N 0.17 °E,0.08 °N
    7月11日09时 119.9 °E,26.4 °N 119.73 °E,26.35 °N 0.17 °E,0.05 °N
    7月11日10时 119.5 °E,26.3 °N 119.39 °E,26.24 °N 0.11 °E,0.06 °N
    7月11日11时 119.1 °E,26.2 °N 119.08 °E,26.24 °N 0.02 °E,0.04 °N
    7月11日12时 118.9 °E,26.3 °N 118.85 °E,26.31 °N 0.05 °E,0.01 °N
    7月11日13时 118.7 °E,26.4 °N 118.58 °E,26.41 °N 0.12 °E,0.01 °N
    2109号台风“卢碧” 8月5日18时 117.5 °E,23.8 °N 117.51 °E,23.74 °N 0.01 °E,0.06 °N
    8月5日19时 117.6 °E,23.9 °N 117.58 °E,23.91 °N 0.02 °E,0.01 °N
    8月5日20时 117.6 °E,24.0 °N 117.55 °E,23.93 °N 0.05 E°,0.07 °N
    8月5日23时 117.6 °E,24.1 °N 117.50 °E,24.14 °N 0.10 °E,0.04 °N
    8月6日02时 117.6 °E,24.2 °N 117.61 °E,24.18 °N 0.01 °E,0.02 °N
    8月6日05时 117.7 °E,24.3 °N 117.88 °E,24.29 °N 0.18 °E,0.01 °N
    8月6日08时 118.2 °E,24.3 °N 118.22 °E,24.31 °N 0.02 °E,0.01 °N
    8月6日11时 118.5 °E,24.6 °N 118.54 °E,24.58 °N 0.04 °E,0.02 °N
    8月6日14时 118.9 °E,24.8 °N 118.89 °E,24.77 °N 0.01 °E,0.03 °N
    8月6日17时 119.3 °E,25.0 °N 119.12 °E,25.09 °N 0.18 °E,0.09 °N
    下载: 导出CSV
  • [1] 余贞寿, 郝增周, 谢海华, 等. 台湾岛地形对台风"海棠"(0505)移动路径影响的数值实验研究[J]. 热带气象学报, 2007, 23(6): 575-580.
    [2] NOLAN D S, ZHANG J A, STERN D P. Evaluation of planetary boundary layer parameterizations in tropical cyclones by comparison of insitu observations and high-resolution simulations of Hurricane Isabel(2003). Part Ⅰ : Initialization, maximum winds, and the outer-core boundary layer[J]. Mon Wea Rev, 2016, 137(11): 3 651-3 674.
    [3] 卫星云图联合分析组. 用卫星云图分析预报台风的方法[J]. 气象, 1980(9): 24-27.
    [4] 王燕燕, 叶臻, 孙尉迟. 台风中心的旋转定位[J]. 中国图像图形学报, 2002, 7A(5): 491-494
    [5] 刘正光, 喻远飞, 吴冰. 利用云导风矢量的台风中心自动定位[J]. 气象学报, 2003, 61(5): 636-640.
    [6] 陈善敏. 应用红外增强显示云图分析台风[M]. 1985年台风会议文集. 北京: 气象出版社, 1987: 199-211.
    [7] 李修芳, 范蕙君, 燕芳杰. 用增强显示云图确定热带气旋强度的方法[J]. 应用气象学报, 1993, 4(3): 362-369.
    [8] 许映龙, 张玲, 向纯怡. 台风定强技术及业务应用—以Dvorak技术为例[J]. 气象科技进展, 2015, 5(4): 22-34.
    [9] DVORAK V F, Tropical cyclone intensity analysis and forecasting from satellite imagery[J]. Mon Wea Rev, 1975, 103(5): 420-430.
    [10] 许映龙, 娇梅燕, 毕保贵等. 近海台风雷达定位方法应用研究[J]. 大气科学, 2006, 30(6): 1 119-1 128.
    [11] SENN H V, HISER H W. On the origin of hurricane spiral bands[J]. J Meteor, 1959, 16: 419-426.
    [12] ANTHES R A. Tropical Cyclones: Their Evolution, Structure and Effects[J]. Amer Meteor Soc, 1982: 208.
    [13] GRIFFIN I S, BURPEE R W, MARKS F D, et al. Real-time airborne analysis of aircraft data supporting operational hurricane forecasting [J]. Wea Forecasting, 1992, 7: 480-490.
    [14] 周笃诚, 刘同达. 十公分雷达所探测到的台风回波特征. 台风会议文集(1981)[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 1983: 153-154.
    [15] 张培昌, 杜秉玉, 戴铁丕. 雷达气象学[M]. 北京: 气象出版社, 2001.
    [16] DONALDSON R J. Vortex signature recognition by a Doppler radar[J]. J Appl Meteor, 1970, 9: 661-670.
    [17] WILSON J W, WILK K E. Nowcasting applications of Doppler radar[M]//Browning K A(eds). London: Academic Press, 1982: 87-105.
    [18] 张保亮. 登陆中台风环流变化分析: 贺伯(1996)台风个案研究[D]. 中国台湾: 中国台湾大学大气科学研究所, 2000.
    [19] WOOD V T, BROWN R A. Single Doppler velocity signatures: Anatlas of patterns on clear air/widespread precipitation and convective storms. NOAA Tech Memo: ERL NSSL-95[R]. Norman: Nation Severe Storms Laboratory, 1983.
    [20] WOOD V T. A technique for detecting tropical cyclone center using a Doppler radar[J]. Atmos Oceanic Technol, 1994, 11: 1 207-1 216
    [21] 周仲岛, 邓秀明, 张保亮. 多普勒雷达在台风中心定位与最大风速半径的应用[J]. 大气科学(中国台湾), 1996, 24: 1-24.
    [22] 张勇, 刘黎平, 张志强, 等. 基于组网天气雷达的台风定位方法探讨[J]. 气象科技, 2011, 39(5): 587-595.
    [23] LIU H, WANG H, QI L, et al. Typhoon positioning method using Dual-Radar zero radial velocity lines and preliminary test[J]. Tropical Cyclone Research and Review, 6(1-2): 26-33.
    [24] 吕启深, 贾逸伦, 黄荣辉, 等. 基于空间密度聚类与LS-SVM的雷云预测方法[J]. 电力科学与技术学报, 2017, 32(1): 90-96.
    [25] 魏锦成. 单多普勒雷达的台风速度回波特征分析[D]. 南京: 南京信息工程大学, 2007: 18-28.
  • 加载中
图(6) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  25
  • HTML全文浏览量:  5
  • PDF下载量:  3
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-20
  • 修回日期:  2024-03-01
  • 网络出版日期:  2024-06-07
  • 刊出日期:  2024-04-20

目录

    /

    返回文章
    返回