中尺度涡旋客观识别与三维追踪的新方法及其效果评估OACSTPCD

中尺度涡旋是引发强降水等一系列气象灾害的重要天气系统之一,中尺度涡旋识别是对其进行研究的重要基础.目前,如何客观准确地识别中尺度涡旋并对其进行较全面的评估仍是一项充满挑战的任务.本文从我国中尺度涡旋的基本特征出发,提出了一种基于风场和相对涡度场的涡旋识别标准并发展了适用于高分辨率格点数据的中尺度涡旋客观识别算法.该算法能准确识别出中尺度气旋性环流并定位涡旋中心,较现有常规中尺度涡旋识别方法而言,具有误判率低、定位精度高等特点.本文将该客观识别算法应用于长江流域频发的 3类中尺度涡旋(高原涡、西南涡、大别山涡)的识别中,结果表明对于不同时间段、不同分辨率的再分析资料(逐 6小时的 0.5°×0.5°NCEP CFSR再分析资料、逐小时的 0.25°×0.25°ERA5再分析资料),本识别算法对 3类中尺度涡旋均有较好的识别效果.本文基于1979～2020年共42年暖季(5～9月)大别山涡的数据集(共计36357时次)对新发展的中尺度涡旋客观识别算法进行了定量评估,结果表明本算法能够长期稳定地识别涡旋,42年的平均命中率为 95.5%.此外,本文提出了涡旋连续性判定和三维追踪方案,较现有常规中尺度涡旋追踪方法具有显著优势.