[发明专利]高速公路横风预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速公路横风预警方法，属气象领域。

背景技术

当前我国的交通运输业正处于高速发展阶段，随着交通运输量的猛增和车辆行驶速度的提升，对交通运输中安全保障提出了更高的要求。交通运输属于对气象环境高度敏感的行业。浓雾、大风等是影响我国交通运输业的主要气象灾害。沪宁高速公路东起上海，西至南京，全路处于经济高度发展的苏南地区，属于亚热带季风湿润区。公路的中东段地形为平原，多河网，西段为丘陵，下垫面和低层空气中水汽丰富，每年自秋分到次年立夏浓雾多发，严重影响道路顺畅和行车安全。风资料处理系统可以显示统计时间的风向状况和横风的发展变化，作为高速公路横风、大雾预警预报的参考。

沪宁高速AWMS气象监测系统风玫瑰图介绍

风玫瑰图是根据某一地区多年平均统计的各个风向和风速的百分数值，并按一定比例绘制。一般多用八个或十六个罗盘方位表示。将罗盘上360°方位按照每22.5°一格划分为16格，将实时采集的各个风向统计到这16个方向上。玫瑰图上所表示的风向，是指风的来向，即从外面吹向测点的风向。风玫瑰图分为四种：风向频数玫瑰图、风向频率玫瑰图、最大风速玫瑰图、平均风速玫瑰图。风向频数玫瑰图是在一定时间内各种风向（已统计到16个风向）出现的次数。以各风向出现的次数为极坐标半径，对应风向为极角在极坐标描点，然后将各相邻方向的点用直线连接起来，绘成一个形式宛如玫瑰的闭合折线。就是风向频数玫瑰图。同样的方法，分别以频率、最大风速、平均风速为极坐标半径，风向为极角，就是频率、最大风速、平均风速玫瑰图。

风玫瑰图是研究长时间段风速风向分布的有利方法。它通过统计一个地区风向风速的规律，预测未来风向风速的分布趋势，在所有需要考虑风资源分布的社会生产部门发挥重要作用。比如：工业生产中的建筑规划、环保、风力发电等很多领域都能发挥非常重要的作用。

根据最新研究发现，沪宁高速大雾发生发展与特定时段风向、风速关系密切，且具有一定的规律性。对于不同类型的雾，风的作用也不同。对于辐射雾，在近地面层湿度条件较好的情况下，适当的风速是辐射雾生成的一个因素。风速过大使得大气中的乱流加强，乱流混合层厚，导致近地层降温缓慢，水汽大量上传，使低层逆温破坏或在远离地面。某一高度上形成，不利于雾的生产；风速过小则不能把大气底层的水汽输送到空中，形成一定厚度的雾；而适当的风速则既有利于水汽向空中输送，又不至于使垂直交换强烈，从而利于雾的产生。据统计（2006年-2009年沪宁高速公路窦庄站数据），辐射雾发生前2小时风向的分布主要为在东偏北风，也有部分为西风，随着大雾的逼近，偏西风出现的次数增多，辐射雾发生时偏西风和偏东风出现次数接近。辐射雾发生前2小时至大雾发生时风速均为0-3m/s，结束时风速普遍增强，这与辐射雾消散时地面温度升高空气扰动增强有关。平流雾发生前2小时风向主要是东风和西风，出现前1小时风向以偏东风为主，西风次数减少，而发生时风向刚好相反，以西风为主，消散时风向与发生前2小时相似。平流雾需的产生需要一定的风力，风力过小则无法造成平流，风力过大则吹散雾源。统计2006—2009年27次平流雾过程发现，在平流雾出现前2小时风速均为1-3m/s，出现前1小时有19个雾次风速减小，8次风速增大，而平流雾出现时风速与1h前变化不大。这说明，在适当的环流背景及雾源条件下，风速显著变化1h后大雾可能形成，平流雾结束时风力显著加大。分析发现，锋面雾出现前2小时风向以偏东风、偏西风为主；出现前1小时和雾发生时风向变化比较大，出现前1小时变为西风、东偏北和南偏东为主；发生时有50％的锋面雾风向变为西南风；结束时风向又以偏东和西风为主。从锋面雾发生前后的风速看，发生前2小时至发生时锋面雾的风速较平流雾和辐射雾都小，维持在0-2m/s，并且有12次锋面雾从发生前1小时到发生时，风速接近零，这也是锋前空气污染物积聚的原因之而结束时风速迅速增大。

高速公路大雾发生与风向变化有关系，采用风玫瑰图监测风状况变化可以作为大雾预报的参考。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速公路横风预警方法，该方法以高速公路气象风资料为基础，提供准确、可靠、及时的风向监测和横风预警信息，为高速公路气象部门提供准确的预警信息。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种高速公路横风预警方法，该方法包括以下步骤：

1）读取指定的气象观测数据，保存至数组X数组和Y数组；X数组保留数字信息，Y数组保留文本信息；