“区域”尺寸的选择不宜太大也不宜太小，太大会导致回 波移动向量的分辨率太粗，“区域”太小则包含的数据点 太少，不足以产生稳定的相关系数。发现对于1km ×1km 的分辨率，m取值在3-7之间比较合适。
将平面直角 坐标内的二 维坐标排列 成一维，然 后计算相关 系数：
R [(
k
Z1 (k )
跟踪和外推算法
雷暴或降水的临近预报系统的基础是跟踪和外 推。主要分为两种类型：
• 单体质心跟踪和外推： 将雷暴或降水单元视为三维 单体加以识别、跟踪和外推。典型的例子有WSR-88D 和WDSS中的风暴单体识别与跟踪、以及TITAN等， 下面我们会对TITAN重点进行介绍；
• 区域跟踪和外推：对反射率因子超过某一阈值的二 维区域进行跟踪和外推。典型的例子有TREC等，我 们下面给以重点介绍。
主要思路：对于较短的时间间隔，1）一个雷暴倾向于 沿着一条直线运动；2）风暴的增长和衰减遵循线性趋 势；3）会出现对上述线性行为的随机偏差。
根据演变历史加权线性拟合外推：预报量包括以反射 率因子为权重的雷暴质心、体积、和投影椭圆的参数。
最近，改用多边形（原来为椭圆）对雷暴的水平投影 的面积和形状进行表达。
雷暴分裂：对于在t1时 刻所有的风暴，预报它 们在t2时刻的椭圆投影 的位置、取向和尺寸， 然后根据t2时刻识别的 所有雷暴判断哪些是新 的路径，即没有历史的 雷暴。如果这些没有历 史的雷暴的质心位于某 一个t1时刻雷暴的预报 的在t2时刻的投影椭圆 的区域范围内，则确认 发生了雷暴分裂。
雷暴移动的预报
TITAN
Thunderstorm Identification, Tracking, Analysis, and Nowcasting 雷暴识别、追踪、分析和临近预报 一个基于雷达观测的雷暴临近预报系统
最早版本完成于1986年，1990年代中期得到改进和完善
坐标系
算法采用三维直角坐标系统，由雷达体扫反射率因 子数据得到三维直角坐标系中的反射率因子数据。
安徽2002年8月24日飑线 TITAN 3 0分钟预报与实况
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安徽2002年8月24日飑线 TITAN 3 0分钟预报与实N Z1 2 ) (
Z1(k) Z2 (k)
k
k
Z2 2 (k) N Z2 2 )]
k
k
其中Z1和Z2是分别是相继两个体扫t1和t2时刻的反射率因子， N是一个“区域”内数据点的数量（N=m2）。
为了避免搜索所有的数据以寻找匹配的“区域”，确 定从初始区域找相关的搜索半径为r=VΔt，其中V为 可能的最大移动速度， Δt是两个体扫之间的时间间隔。
雷暴定义：反射率因子TZ ≥ 35dBZ；体积TV ≥ 50km3
雷暴识别
考虑二维格点，先识 别x方向，再识别y方 向， 再拓展到三维 识别z方向（之上或 者之下）
阴影区：反射率≥ TZ
雷暴特征分析
反射率因子权重 质心（雷暴中心） 体积 雷暴投影到水平 面上的面积大小和形 状（最佳适应形状是 多边形和椭圆）
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TREC
TREC 是Tracking of Radar Echo with Correlations 的缩 写，既“利用相关跟踪雷达回波”。
1978年由Rinehart和Garvey提出这项技术，用来反演雷 达回波区的气流流场。
该项技术利用交叉相关方法跟踪雷达某一个仰角扫描构 成的锥面上某一个二维回波型。即初始的算法是在由某 一仰角扫描构成的2维圆锥面上进行回波的跟踪。后来， 将该技术应用于直角坐标情况，考虑在某一等高面上的 二维直角坐标系中进行回波跟踪。首先需要将雷达体扫 资料内插到某一等高面（如2.5km）上的直角坐标系中。
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TITAN分析和追踪预报的个例
2004 年 7 月 29 日 飑 线 的 60 分 钟 预报和实况检验
2004年“7.10”暴雨的30分钟预报 和实况检验
京津地区
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雷暴追踪
假设T1和T2是相邻的两个雷达体扫资料时间
追踪思路： 1. 宁短不长（考虑
到体扫间隔为56分钟） 2. 特征相似（尺寸 和形状等） 3. 设置雷暴移动速 度上限
将雷暴路径的确定作为一个最优化问题来处理
雷暴合并与分裂的处理
雷暴合并：t1时刻的 雷暴多余t2时刻雷暴 数，或者有雷暴消失， 或者有雷暴合并。如 果t1时刻的2个以上雷 暴质心的预报位置在 t2时刻识别的某个雷 暴范围内，可以判断 雷暴合并。
在直角坐标系中的TREC称为CTREC。
CTREC中的跟踪方法
CTREC使用一定时间间隔内的雷达资料，将反射率因子 场分成若干个大小相当的“区域”，每个“区域”包含 m×m个像素。将这些在上一时刻的“区域”分别与下一 时刻的各个“区域”作空间交叉相关，以找出此刻与上一 个时刻的特定区域相关系数最大的“区域”，从而来确定 整个回波的移动矢量，实现回波的跟踪。
安徽2004年7月7日强对流 TITAN 3 0分钟预报与实况
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