TACSTechnology and Application of Computer Science2998-89262998-8934Art and Technology10.61369/TACS.2026070048Article基于 ComplexCNN 的龙卷识别算法https://artdesignp.com/journal/TACS/3/7/10.61369/TACS.2026070048董珈畅,王鱼,曾强宇,黄尚丹2026372026-04-14龙卷风作为一种突发性的强对流天气现象具有极强的破坏力，对社会造成严重的人员伤亡和经济损失。随着全球极端天气事件的频发，龙卷风的预警预报成为气象研究的热点问题。目前龙卷风的监测多依赖于天气雷达，传统非监督学习算法在识别精度和预警时效性方面存在局限性。人工智能技术的快速发展为龙卷风识别提供了新的技术手段。利用TorNet 数据集和我国龙卷雷达数据，构造以反射率，径向速度和速度谱宽的龙卷风数据集，提出 ComplexCNN 龙卷识别算法，直接从雷达基数据样本中识别龙卷特征。该模型直接从雷达数据中学习特征，相比设计特征的龙卷样本简化了数据处理流程，显著提升了检测概率和临界成功指数，在江苏省历史龙卷风案例中的平均预警时间达到20分钟。龙卷风暴, 天气雷达, 龙卷识别, 深度学习

[1] 范雯杰 , 俞小鼎 . 中国龙卷的时空分布特征 [J]. 气象 , 2015, 41(07): 793-805. [2] 闻新宇 , 朱清照 , 贾喆 . 为了龙卷风预警 : 从约翰芬利到藤田哲也 [J]. 气象科技进展 , 2013, 3(06): 72-6. [3]BROOKS H E, LEE J W, CRAVEN J P. The spatial distribution of severe thunderstorm and tornado environments from global reanalysis data [J]. Atmospheric Research, 2003, 67: 73-94. [4] 郑永光 , 陶祖钰 , 俞小鼎 . 强对流天气预报的一些基本问题 [J]. 气象 , 2017, 43(06): 641-52. [5] 王秀明 , 俞小鼎 . 热带一次致灾龙卷形成物理过程研究 [J]. 气象学报 , 2019, 77(03): 387-404. [6]WANG Y, YU T-Y. Novel tornado detection using an adaptive neuro-fuzzy system with S-band polarimetric weather radar [J]. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2015, 32(2): 195-208. [7]XU Q, NAI K, WEI L, et al. A Vortex Relocation Method for Improving Initial Conditions and Subsequent Predictions of Tornadoes [J]. Weather and Forecasting, 2023, 38(3): 391-9. [8]QING Z, ZENG Q, WANG H, et al. ADASYN-LOF algorithm for imbalanced tornado samples [J]. Atmosphere, 2022, 13(4): 544. [9] 黄荣 , 黄晴 , 屈梅芳 , et al. 1713号台风 " 天鸽 " 外围龙卷特征及成因分析 [J]. 气象研究与应用 , 2018, 39(01): 28-32+90+154. [10]ZENG Q, QING Z, ZHU M, et al. Application of random forest algorithm on tornado detection [J]. Remote Sensing, 2022, 14(19): 4909. [11] 唐佳佳 , 唐晓文 , 徐芬 , et al. "0612" 高邮龙卷母体风暴演变特征分析及龙卷形成机理初探 [J]. 热带气象学报 , 2021, 37(Z1): 824-35.