[发明专利]雷电预警预报方法和系统

说明书

本发明提供了一种雷电预警预报方法，包括：S1、确定预报启动时刻，获取预报启动时刻后待预测时段的雷电模式产品数据、雷电观测数据、预报启动时刻前的气象观测数据；S2、重复步骤S1，分别形成雷电模式产品数据样本集、雷电活动数据样本集、气象观测数据样本集；S3、进行样本训练，形成人工智能模型；S4、获取待预测时段雷电模式产品数据和预报启动时刻前的气象观测数据，输入步骤S3的人工智能模型，获取待预测时段的雷电活动信息。本发明还提供了一种实现该方法的雷电预警预报系统。采用本发明的方法和系统能够克服现有技术因采用不同方法和技术路线导致的雷电临近预警和短时预报分体运行的不便，一体化实现雷电临近预警和短时预报。

技术领域

本发明涉及天气预报领域，具体而言，涉及一种雷电预警预报方法和系统。

背景技术

雷电活动因其高电压、大电流、强电磁辐射等特性，通常具有巨大的破坏性，造成重大人员伤亡和财产损失。为减少此类雷电灾害带来的损失，一个重要手段是对雷电活动进行短时预报(2-12小时)和临近预警(0-2小时)。

已有的雷电活动短时预报基本上是基于数值预报模式开展的，主要包括两种方法，第一种方法可以被称为诊断方法，其利用与闪电活动关系密切的模式参量来预报闪电活动，比如将闪电活动与云内垂直气流或冰相物含量等的参数化公式引入，当数值模式给出云内垂直气流或冰相物含量的关系时，通过公式给出闪电活动的情况[Price,C.,andRind,D.,1992:A simple lightning parameterization for calculating globallightning distributions.J.Geophys.Res.Atmos.,97(D9),9919-9933,doi:10.1029/92JD00719；Wang,F.,Zhang,Y.Dong,W.,2010:A lightning activity forecast schemedeveloped for summer thunderstorms in South China.J.Meteor.Res.,24(5),631-640.]；第二种方法是将各种水成物粒子电荷浓度的预报方程直接引入数值模式(闪电起电参数化)，利用预报的雷暴云电荷结构计算云内场强，激发闪电放电、确定闪电放电的频次(闪电放电参数化)，也即通过在数值模式微物理模拟中直接引入起电、放电参数化方案，实现对闪电活动的直接预报[黄丽萍，管兆勇，陈德辉，马明，2008：基于高分辨率中尺度气象模式的实际雷暴过程的数值模拟试验.大气科学，32(6)，1341-1351，doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2008.06.09.；徐良韬，张义军，王飞，郑栋，2012：雷暴起电和放电物理过程在WRF模式中的耦合及初步检验.大气科学，36(5)，1041-1052，doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2012.11235；徐良韬，陈双，姚雯，谌芸，张荣，2018：利用起放电模式开展闪电活动的直接预报试验.应用气象学报，29(5)，534-545，doi:10.1198/1001-7313.20180503.；Fierro,A.O.,Mansell,E.R.,MacGorman,D.R.,Ziegler,C.L.,2013:Theimplementation of an explicit charging and discharge lightning scheme withinthe WRF-ARW model:Benchmark simulations of a continental squall line,atropical cyclone,and a winter storm.Mon.Wea.Rev.,141(7),2390-2415,doi:10.1175/MWR-D-12-00278.1.；Li,W.,Qie,X.,Fu,S.,Su,D.,Shen,Y.,2016:Simulation ofquasi-linear mesoscale convective systems in northern China:lightningactivities and storm structure.Ave.Atmos.Sci.,33(1),85-100,doi:10.1007/s00376-015-4170-3.；Liu,D.,Qie,X.,Peng,L.,and Li,W.,2014:Charge structure of asummer thunderstorm in North China:simulation using a regional atmosphericmodel system.Adv.Atmos.Sci.,31(5),1022-1034,doi:10.1007/s00376-014-3078-7.]。