基于機器學習和單站地面氣象要素的雷電臨近預警方法
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重慶市氣象部門業務技術攻關項目(YWJSGG202146)、重慶“兩江之星”氣象英才計劃資助


Warning Method of Lightning Nowcasting Based on Machine Learning and Single Station Ground Meteorological Elements
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    摘要:

    為減少雷電災害造成的人身傷亡和經濟損失,提出了一種基于機器學習和單站地面氣象要素的雷電臨近預警方法。在重慶市選擇了8個自動氣象站,使用溫、壓、濕、風4種單站地面氣象要素與ADTD地閃定位資料,通過對特征工程、重采樣、交叉驗證等機器學習技術的組合應用,構建了基于ADASYNET模型的雷電臨近預警方法,能夠對氣象站周邊20 km范圍進行提前期0~30 min的預警。驗證結果表明:該預警方法適用于全部8個站點,在0~10 min、10~20 min、20~30 min預警提前期,調和平均F1得分分別為0.60、0.59、0.60,與其他一些預警方法、系統對比實現方式靈活,預警效果良好,能夠為防雷減災工作提供參考。

    Abstract:

    In order to reduce personal casualties and economic losses caused by lightning disasters, a lightning nowcasting method based on the ADASYN-ET model is proposed. Using four single-station ground meteorological elements of temperature, pressure, humidity and wind combined with ADTD ground-flash location information, a lightning nowcasting method based on the ADASYN-ET model is constructed through the combined application of machine learning techniques such as feature engineering, resampling, and cross-validation, which can provide 0 to 30 min advance warning for the 20 km range of weather stations. The validation results show that the warning method applies to all 8 test sites, and the average F1 Score is 0.60, 0.59 and 0.60, 0 to 10 min, 10 to 20 min and 20 to 30 min in advance. The method is flexible compared to other recent warning methods and systems for implementation and can provide references for the work of lightning prevention and disaster reduction.

    參考文獻
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引用本文

趙生昊,覃彬全,杜樂.基于機器學習和單站地面氣象要素的雷電臨近預警方法[J].氣象科技,2022,50(1):121~128

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  • 收稿日期:2021-04-30
  • 定稿日期:2021-11-04
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  • 在線發布日期: 2022-02-28
  • 出版日期: 2022-02-28
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