闪电是强对流天气中常见的灾害性放电现象,对社会经济和人身安全构成了严重威胁,高时空分辨率、及时准确的闪电预报预警对防灾减灾具有重要意义。系统梳理了依托观测数据开展闪电预报相关方法的现有研究成果。首先从物理机理角度,归纳闪电活动与各类环境气象要素之间的关联特征。在动力环境层面,整理现有研究关于上升气流、对流有效位能、垂直风切变影响电荷分离过程、改变闪电发生频次的相关结论;在微物理特征层面,汇总已有成果中冰晶与霰粒碰撞起电相关机理研究,以及水成物含量、降水强度表征闪电强弱的相关结论,同时梳理闪电活动在对流系统边缘、热带气旋内部的空间分布规律。其次,分类梳理依托单一观测资料构建闪电临近预报模型的各类技术方案。针对雷达观测资料,整理传统质心追踪、光流算法与时序网络、生成对抗网络、条件流匹配等深度学习算法在雷达回波外推、闪电反演中的各类应用研究;针对卫星观测资料,总结依托云顶演化特征识别对流初生、预估闪电发生概率的现有研究进展;同时归纳地基闪电定位网、地面大气电场仪在局地超短临预警中的应用成效。在此基础上,进一步整理多源异构观测资料融合数值预报模式、三维语义分割模型、新一代气象大模型的跨模态融合技术相关研究,现有成果表明多技术融合方案可弥补单一观测资料存在的短板,有效延长预报时效、提升精细化概率预报水平。最后,归纳现阶段闪电预报领域存在的样本失衡、模型区域适配能力弱、物理可解释性欠缺等难题,并对“物理约束+数据驱动”一体化智能概率预报技术的后续发展方向进行展望。
中图分类号:
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