Offshore Tropical Cyclone Locating Method for Fujian Based on Network Doppler Radial Velocity Field
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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。Abstract: This paper discussed a novel method for locating the center of offshore tropical cyclones in Fujian using the zero velocity line (or zone) in the radial velocity field of networked Doppler radars. This method was based on the fact that the typhoon center is invariably located on the zero velocity line (or zone), as depicted in the radar's radial velocity diagram. The intersection (or the vicinity of the intersection) of the zero velocity line of two or more Doppler radars was identified as the typhoon center. The results showed that this method has high spatial and temporal resolution, and the locations identified are basically consistent with the results from the China Meteorological Administration, thus providing valuable insights for real-time typhoon positioning and forecasting. This method provides a feasible way to navigate the challenges posed by the irregularity of typhoon reflectivity echo shape and velocity ambiguity, enabling quick and accurate positioning of the typhoon's center as it approaches or makes landfall.
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Key words:
- typhoon positioning /
- Doppler radar /
- networking /
- radial velocity /
- zero velocity line
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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。
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 
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