[发明专利]单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进方法

说明书

本发明公开了一种单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进算法；本发明提出单站大气电场仪进行雷电预警时所常用的阈值法、极性反转法和电场跳变法等3种雷电预警方法的参数选取以及预警命中率、漏报率、预警提前时间以及空报率的检验方法，并提出利用三维闪电和大气电场的历史资料，对检验得到的预警命中率采用线性加权融合法，形成一种单站大气电场仪进行雷电预警的融合算法。

技术领域

本发明涉及雷电预警相关的技术领域，具体来讲涉及的是一种单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进算法。

背景技术

预警结果的客观检验是记录、考量预警质量，促进预警水平提高的重要手段，也是整个雷电预警过程中的重要环节。检验的目的，一是考量预警质量，预警准确度如何以及预警质量随时间的变化，二是提高预警质量，若要提高预警质量，首要任务就是需要通过客观检验，对预警做出客观评估以发现问题所在，进行总结以提高预警技能，三是比较不同预警方法间的预警质量，确定哪个预警系方法的预警质量更高，进而研究其具体表现。

雷暴属于强对流天气具有时空尺度小，局地性强的特点，常规的地面气象站很难完全观测得到。因此，观测与预警预报“点对点”检验方法很难准确地反映分类预警预报质量。目前基于邻域(一定半径范围)的检验方法在强对流天气预报中得到较为广泛的应用，美国SPC方法(即对于每一个站点上的各分类预报正确与否，是用以该点为中心，40Km为半径的圆面上是否出现了，该分类的天气来判别检验方法)是空间检验方法中的一种。

针对单站大气电场仪进行雷电预警时所常用的阈值法、极性反转法和电场跳变法等3种雷电预警方法一直以来没有缺乏相对科学的检验方法，本发明参考了SPC的“点对面”，结合大气电场仪、闪电定位仪等监测设备的观测范围、监测数据特点，提出单站大气电场仪常用雷电预警方法的参数选取以及预警命中率、漏报率、预警提前时间以及空报率的检验方法。

根据电场变化特征制定雷电预警阈值，能够进行雷电预警，在实际工作中，利用电场强度变化至某些阈值进行预警，称为阈值法。目前，单站大气电场仪配套的预警系统大都采用阈值法进行雷电预警，其预警效果受局地性影响较强，同时受大气气溶胶等外界干扰因素较多，即使同一地区不同雷暴过程的电场阈值也有差别。由于大气电场仪对局地雷暴引起的电场变化非常敏感，采用阈值法进行雷电预警时,常常会造成较多的虚警。经研究，设定不同雷电预警阈值对命中率的改善效果并不十分明显，反而会引起空报率和漏报率的反向较快变化。因此有必要建立更有效的单站大气电场仪雷电预警方法。

当雷雨云在发展过程中靠近大气电场仪，大气电场极性会发生反转，由于云中中层负电荷区的形成，这也是雷雨云发展成熟过程的一个重要标志，因此在将大气电场极性反转作为预警算法的一个指标。

当大气电场值超过预警阈值时，有必要结合电场变化初始阶段是否发生电场值跳变现象进行判断，大气电场值跳变与雷电发生的联系比大气电场阈值与雷电发生的联系更加紧密，因此将电场值跳变结合到预警算法作为预警算法的一个指标。

大气电场仪能够反映出雷暴前后地面电场变化特征，大气电场仪能够反映出雷暴前后地面电场变化特征，利用大气电场实时监测数据进行雷电预警是可行的，阈值法、极性反转法和电场跳变法对雷电预警都有一定的效果，但又存在很大的局限性，因此将以上3中大气电场预警方法进行融合，提出一种单站大气电场仪进行雷电预警的融合算法对于提高单站大气电场雷电预警效果有着极为重要的意义。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进算法；本发明提出单站大气电场仪进行雷电预警时所常用的阈值法、极性反转法和电场跳变法等3种雷电预警方法的参数选取以及预警命中率、漏报率、预警提前时间以及空报率的检验方法，并提出利用三维闪电和大气电场的历史资料，对检验得到的预警命中率采用线性加权融合法，形成一种单站大气电场仪进行雷电预警的融合算法。

本发明是这样实现的，构造一种单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进算法，其特征在于；实现步骤如下；