雷暴临近预报系统设计与实现

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1、摘要摘要雷暴是由旺盛的积雨云引起的局地风暴，雷暴一般伴有强烈的湍流、积冰、闪电、阵雨和大风等天气，对飞行的危害很大。航空上主要使用气象雷达和气象卫星监测雷暴，气象卫星探测时间间隔较长，空间分辨率低，雷达在监测机场附近的雷暴具有优势。本文通过分析基于三维雷达回波资料的雷暴识别、跟踪和预测方法，和对雷暴临近预报系统的需求分析，最终设计确定了系统解决方案，把系统分为数据管理、雷暴识别追踪及预测、数据显示及分析三个模块。该系统基于LINUX平台，采用C++语言开发，采用面向对象程序设计技术进行开发，数据管理使用了客户服务器模式，保证系统的数据可靠安全，便于数据的管理。

2、系统简单明了的操作方式，便于使用者的操作。系统临近预报主要依赖于三维的雷达资料，系统把雷达回波上的雷暴看作为一个“三维实体”，使用单体质心单阈值来识别和追踪对流云团，为了追踪对流云团随时间的演变，系统使用了一个组合的最优化算法，这种算法是交叉相关追踪法对一定反射率阈值之上区域追踪，而对于合并和分离的对流云单体，雷暴识别用的是一个几何算法。系统输出的雷暴临近预测信息有文字、图形和数字，便于航空预报员、签派员和管制部门相关人员的使用。本系统采用XML、HDF、GRIB等通用的数据格式，方便系统的二次开发，并便于和现有的空管系统连接，实现机场和航线上对流云信息共享。

3、雷暴临近预报系统利用三维雷达回波资料有效的识别对流云的位置，并跟踪其发展变化，进而做出雷暴的临近预报，该系统的研究有利于帮助飞机及时、准确的避让对流天气，选择最优的航线进行绕飞，避免对流天气对飞机造成的影响，减少飞行时间，提高航空安全，降低航空公司运行成本。关键词：气象雷达，雷暴识别，雷暴跟踪，临近预报I万方数据ABSTRACTABSTRACTThunderstormisthestronglocalstormandit’scausedbycumulonimbus.Thunderstormsareoftenaccompaniedbyheavyturbulence

4、,icing,lightning,rainshower,windandsoon.It’sharmtotheaviationoperations.Weatherradarandmeteorologicalsatelliteareusedtomonitorthunderstorms.However,meteorologicalsatellitehasalongerdetectionintervalandhasalowspatialresolution.So,weatherradarhasanadvantageofmonitoringthethunderstorms

5、whicharenearbytheairport.Inthispaper,weanalyzethemethodsofthunderstormidentification,trackingandprediction,whicharebasedonthethree-dimensionalradarreflectivitydata.Atthesametime,wealsoanalyzetheneedsanalysisofThunderstormNow-castingsystem.Finally,wedesignanddeterminethesolutionofsys

6、tem.Thesystemisdividedintothreemodulesofdatamanagement,thunderstormidentification,trackingandforecasting,datadisplayandanalysis.ThesystemisbasedontheplatformofLINUXandisdevelopedbyC++languageandObject-orientedprogrammingtechniques.Datamanagementmodelusesclient-servermodeltoensureare

7、liableandsecuresystemdata.Thismakesit’seasytomanagedata.Operationofthesystemissimpleandclear.Thatiseasyforclienttouse.Nowcastingismainlybasedonthethree-dimensionalradarreflectivitydata.Thesystemrealizesthunderstormsontheradarasa"three-dimensionalentity".Centroidofthecellandsinglethr

8、eadareusedtoidentif