基于卷积算法的雷电分级预警研究及应用
梅新建
田润泽
中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室,郑州 450003;河南省气象灾害防御技术中心,郑州 450003
摘要：雷电作为强对流天气系统中常见的大气放电现象,其瞬态特性对准确预警构成显著挑战.在短时观测窗口内,闪电定位数据的有限代表性往往难以真实地反映目标区域的雷电发生概率.为解决上述问题,基于ADTD 闪电定位数据与雷击电流数据,提出一种融合空间加权与标准化处理的雷暴指数构建方法,并据此实现雷电的分级预警.将该算法与 GB/T 38121-2023算法进行对比检验,结果表明:(1)雷暴指数有效克服了原始闪电数据的离散性局限,其高值区与雷达强回波区在空间上呈现出较高一致性,表明该指数能够可靠指示雷暴强度中心.同时,雷暴指数的动态变化可以表征雷暴活动的空间迁移规律和强度发展趋势,其快速上升可作为雷暴云团在目标区域新生、发展或向其中心移动的关键信号.(2)相较于国标算法依赖预警区域和固定闪电次数阈值的预警模式,雷暴指数算法可通过优化空间加权参数或调整指数阈值的方法,更好地平衡预警率(POD)与有效警报率(EAR),适应不同应用场景需求.(3)两种算法均能满足提前 10 min 预警率(POD10 min)高于 80%的要求,但国标算法其有效警报率(EAR10 min)普遍偏低,三级、二级、一级预警分别为 50.78%、38.83%和 19.33%.雷暴指数算法将上述指标分别提升至 60.85%、53.02%和 45.41%,具有明显优势.(4)在预警时效方面,雷暴指数算法在保持提前20 min 预警率(POD20 min)为 80%的条件下,有效警报率(EAR20 min)仍可达 53.22%,表明该方法具备实现更长有效预警时间的潜力,未来可引入人工智能时序算法,进一步提升预警准确率与有效预警时长.
关键词：雷电分级预警闪电定位雷暴指数预警率
分类号：P446(天气学)
资助基金：河南省科技攻关(252102320014)河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室应用技术研究基金项目(KQ202331)安阳国家气候观象台开放研究基金(AYNOF202504)
论文发表日期：2026-05-30
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 95-102 )
英文信息