交叉相关外推算法的改进及其在对流临近预报中的应用

交叉相关外推算法是目前对流临近预报的主要算法之一。它主要是通过计算雷达回波等资料在连续时次的空间最优相关,得到对流系统不同位置的移动矢量特征,并基于这些获得的移动矢量对雷达回波等进行外推,从而达到预报的目的。因为算法既考虑了回波移动矢量大小和方向的变化,也考虑了整个回波在移动过程中的形变,所以,基于该算法的外推临近预报具有一定的物理意义。该文介绍了交叉相关外推预报算法的基本原理,对算法进行了一系列的质量控制,包括抑制地物杂波和噪声的影响、对"丢失"计算的点进行矢量补充以及对追踪的矢量进行平滑处理等多个步骤。个例对比分析表明:算法在通过质量控制和优化处理后,追踪的回波移动矢量质量明显改善。利用优化后的算法,对2004年夏季和2005年夏季发生在京津冀地区的4个强对流个例,包括2次飑线过程、1次雹暴过程和1次强雷暴过程,进行了外推临近预报试验,并且对算法在对流临近预报中的效果做了初步的检验评估。结果表明:该算法对强对流天气过程的临近预报具有一定效果,算法可以给出未来30 min或者60 min内雷达回波和雷暴位置以及形状的外推预报,预报结果与实况比较接近。