双偏振雷达KDP足及ZDR弧的自动识别及应用研究

差分反射率(ZDR)弧表示超级单体风暴中前侧入流区域弧状的ZDR大值区,差分相移率(KDP)足则表示风暴核心顺切变方向KDP大值区.超级单体风暴中的ZDR弧及ZDR弧-KDP足分离特征已被证实为风暴中粒子"分选机制"的重要示踪因子,并且ZDR弧和KDP足质心连线和分离角与低层入流和风暴相对螺旋度相关较好.为快速识别KDP足及ZDR弧并提取ZDR弧-KDP足分离特征,运用其指示意义提升极端大风和冰雹的预报能力.基于经典概念模型和机器学习方法,利用华东地区S波段双偏振雷达探测资料,进行了KDP足和ZDR弧的自动识别算法设计,并计算了ZDR弧-KDP足质心距离和分离角.而后针对华东地区4次超级单体风暴过程,结合地面自动观测资料验证了KDP足及ZDR弧识别结果及定量化计算效果.结果显示:设计的方法能够准确识别出超级单体风暴中的KDP足和ZDR弧,ZDR弧-KDP足质心距离和分离角的变化也可在一定程度上指示极端大风的发生.