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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

冰雹是由强对流天气系统引起的一种非常剧烈的气象灾害． 它的形成要有足够的的水汽供应与强烈的空气对流． 它具有较强烈的随机性、突发性和明显的区域特征，虽然出现降雹的范围小局地性强，持续时间短，但是来势凶，强度大，并且常伴有其他灾害性天气过程．一场强烈的降雹会给农业、畜牧业、交通、通信、城市建筑等造成很大的损失,尤其是对农业,冰雹对农作物的枝叶、茎杆和果实产生机械性损伤,而且冰雹落地后地面积压的雹块,又会造成土壤板结,同时由于冰雹内的温度在℃以下,还会使作物受到冻害。据统计,每年我国因冰雹灾害造成的经济损失高达几亿至几十亿元，农田受灾高达几千万亩。尽管人们都在以不同的方式进行人工防雹活动,而且,近年来由于探测、监测、计算等技术手段的提高及理论的不断完善,可以提前预测冰雹灾害，但精确度仍然不够高。同时，也由于对冰雹生长机理和人工防雹理论与方法缺乏更深入细致的认识,目前的人工防雹科学性和作业效果存在很大的不确定性。因此,结合bp神经网络研究如何利用新一代多普勒雷达都和卫星及反演资料识别冰雹具有重要意义,有助于减少人工识别冰雹的偶然误差和工作量，也能提高预测冰雹的时效性，对减少冰雹灾害损失有重要意义。

国内外研究现状

冰雹云的发展演变迅速,结构复杂,而冰雹的形成是范围很广的运动尺度和物理过程相互作用的结果,与环境场和云内的微物理场有多重的相互作用,理论研究上具有高度的非线性,得不到通解,而试验和观测方法也难以窥其全貌。虽然研究的道路上困难重重,存在许多不确定因素,但是由于降雹破坏性大、危害严重,所以,从上个世纪初开始,国内外许多学者利用各种探测手段和研究方法对冰雹云进行观测模拟分析。目前冰雹预报研究的方法主要集中在冰雹的物理过程处理如: 采用完全弹性三维冰雹数值模式来模拟某地区地面的动力和热力不均匀而形成的初始扰动冰雹云模式来预报冰雹; 使用运动视觉技术对冰雹云图进行跟踪和预报，利用区域标记生长法对冰雹云图进行滤波，从图像处理的方向研究，采用模式识别和计算机处理的方法对doppler 雷达的径向速度图进行研究．在过去的冰雹研究工作中，冰雹预报大多是在雷达获取的数值方面的研究，如云层高度，湿度等，判别率较低．

2. 研究的基本内容

冰雹云往往产生于局地强对流天气当中,这种强对流天气与天气背景条件等密切相关,因此研究冰雹发生规律及天气气候背景条件对于冰雹天气预警至关重要但由于冰雹云尺度小,生命期短,应用常规资料对冰雹的落区及时间很难掌握,多普勒雷达提供了高时间密度的各种参数,可以分析冰雹的发生、发展等演变过程,进而建立冰雹云雷达回波判别指标,以便应用这些指标在冰雹云的预警、预报和防雹作业中识别冰雹云卫星反演产品提供了垂直液态含水量、最大反射率、最大反射率所在高度、45dbz所在的高度、风暴顶高、零度层高度等物理产品,有助于了解云中的微结构、水量的丰沛程度及其他方面的特性。那么,通过利用多普勒雷达资料、卫星及卫星反演产品分析冰雹云能不能找到一些冰雹预警的指标,建立人工防雹指标呢？综合以上分析,本文拟开展以下几个方面的研究。

1.利用天津多年的资料,运用数理统计方法,研究天津冰雹的气候特征,分析时空分布规律。

2.利用多普勒雷达资料对近年的冰雹个例进行统计分析,提取雹云回波特征,建立冰雹预警指标体系。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：首先在气象数据网站上获取所需年份的气象资料，并对获得数据进行筛选，提取所需气象参数资料。其次利用bp神经网络网络构造数学模型对冰雹参数进行拟合，选择最佳拟合函数和层次结构。然后编写程序将冰雹参数和实际降雹结果代入模型，对bp神经网络进行训练，使得预测误差控制在较佳的范围内，此时获得的模型即为最佳拟合模型，通过该模型可对天津市其他时段进行降雹预测。

进度：

2月26日-3月5日：数据获取及数据预处理；

4. 参考文献

[1]廖向花. 利用多源气象资料对重庆冰雹的综合研究[j]. 刊名缺失, 2010, 卷缺失(期缺失): 1-6.

[2]付双喜、王致君等.甘肃中部一次强对流天气的多普勒雷达特征分析,高原气象,2006,25(5):932-941

[3]张芳华，高辉.中国冰雹日数的时空分布特征[j].南京气象学院学报，2008，31（5）:687-69