探秘暴雨之“捉信号”

——中国气象局武汉暴雨研究所近5年系列科技成果（二）

我国强对流天气（短历时强降水、雷雨大风、冰雹、龙卷）频发，具有突发性强、破坏力大的特点，常常导致人员伤亡和财产损失。鉴于此，及早捕捉强对流发生前的重要信号是做好预警的关键所在。

为突破暴雨强对流短临预警业务技术瓶颈，在近十年的研究中，中国气象局武汉暴雨研究所围绕雷达资料质量控制、分类强对流天气识别预警、多波段多型号雷达组网拼图等核心方向，自主研发了系列关键技术，并构建了暴雨强对流短临预警体系。研究所主持完成的“强对流灾害天气识别预警和短临预报关键技术及应用研究”项目，获得了2023年度湖北省科学技术进步奖三等奖。

径向速度退模糊算法优化，修正雷达“测速模糊”问题。雷达监测强对流天气时，若目标物移动速度的径向分量超过雷达测速范围，会出现径向速度模糊，这是制约预警精度的关键难题。暴雨所团队对算法进行三大优化：针对小尺度涡旋、强风切变区及孤立风暴等复杂场景，在原算法基础上新增水平邻域法、垂直邻域法、逐根径向处理（先径向后切向）步骤，并在全流程后增加噪点滤波处理。通过3519个体扫数据（含龙卷、飑线、台风等事件）测试，将速度退模糊正确率提升至近100%，解决了阻碍雷达径向风在分类强对流天气识别与预警预报等应用中的“卡脖子”技术问题。

分类强对流识别预警，精准锁定灾害类型。针对不同强对流灾害的特征差异，综合使用雷达多参量和探空等资料，研发的下击暴流、龙卷和冰雹识别命中率分别达81.7%、76%和96.8%，平均提前时间15—18min，短时强降水识别准确率84%。这些模型已集成至国家气象中心强天气短临预报系统（SWAN2.1/SWAN3.0）及强对流雷达产品系统（雷圣-P），直接提升了全国范围内强对流预警的精度与时效，在气象防灾减灾工作中发挥重要作用。

雷达拼图逐分钟滚动更新，实现分钟级实时监测。相控阵雷达能产生分钟级海量数据，传统算法难以快速处理。暴雨所通过CUDA并行运算与多线程技术，迭代升级组网拼图算法，可逐分钟生成融合X波段相控阵雷达、S/C波段天气雷达等多波段多型号的组网拼图产品，组网产品种类涵盖三维反射率因子、三维差分反射率等10余种核心产品。在多型号大小雷达组网拼图技术上，研究团队实现了基于流传输数据的雷达拼图更新周期1分钟的重大突破，大幅提升了对强对流天气的实时监测能力。

2022年7月20日，在swan3.0系统识别出江苏连云港的龙卷

2024年6月18日，通过湖北省一体化平台识别出武汉新洲的雷暴大风

在雷圣-P系统中识别2023年4月28日15:06北京雷暴大风天气

（供稿：武汉暴雨研究所责任编辑：刘庆忠）