[发明专利]一种连续化的森林火险天气等级预报方法

说明书

技术领域

本发明属于天气环境条件的预报和测量，特别是涉及森林火险的预报方法。

背景技术

 森林火灾是威胁地球生态的主要灾害之一。为实现对林区起火可能性大小、火灾强度、火灾蔓延速度以及火灾扑救难易程度进行评估和预测，我国于1995年12月1日实施《全国森林火险等级》并作为全国各地森林火险天气等级的实时评定标准和预报准确率的事后评价依据。然而，该标准存在以下问题：（1）以省的行政区划为单位，预报尺度粗略。概略性的预报决定了多个州市或县区只有一种火险等级，不能区分和突出山头地块上的重点火险区，预报精度低。（2）采用查找表计算火险指标数值，经综合得分结果进行预报，这种权值打分法，会使森林火险天气指标取值存在较严重的阶跃现象，往往微小差异的气象数据会计算出较大差距的火险等级，导致预报误差较大。例如：当某两天的预报因子(温度、湿度、连旱天(上一次降雨量为5.1cm)、风速)的取值分别为：A 天(20，41，4，10.7)，B 天（20.1，40，5，10.8）时，按原国家标准计算出的火险指数分别为68 与91，对应的火险等级分别为3 级与5 级，显然A 天与B 天的天气情况非常接近，不应该有2 级的误差。（3）地理信息系统（简称GIS）是目前采集、处理、分析、表达、传播和应用的空间信息的处理技术，该标准已经不适合GIS系统下的预测与地图发布。

     另一方面，依据森林火灾与气象条件之间的关系研究提出森林火险气象指数及其构建方法成为本领域亟待解决的课题。目前国内外森林火险气象指数可以归纳为指数查对法、综合指标法和统计回归法等类型。在实际应用中尚需要结合气候和环境特点进行适用性修正和完善。 发明内容

 为了克服上述火险天气等级预报尺度粗略、阶跃误差以及不适应GIS系统下的火险预测与地图发布等问题，本发明提出一种森林火险天气等级预报的连续化模型，该模型具有使用计算机软件或/和直接利用GIS系统所提供的小区域地理环境和地图数据进行连续化分布的森林火险预报，并提高预报的准确性和精确性。

 本发明包括以下步骤：

一种连续化的森林火险天气等级预报模型及应用，包括以下步骤：

（1）用以下两种方式之一获取最高气温值                                                ；最小相对湿度值、前期降雨量值、连旱天数值、风速值，行政区域AR₁纬度值和最大纬度值H的森林火险天气等级预报因子数据，并将其存储在媒介之中；

（a）计算行政区域AR₁的n个气象观测站点的算术平均值作为气象预报因子数据—，取行政区域AR₁的几何中心位置处的纬度值作为纬度值；

或者，(b)将各样本所组成的样本集¹~ⁿ导入统计分析软件进行逐步回归分析操作，建立关联函数内插模型，用GIS软件的空间分析功能建立包括上述因子的森林火险天气等级预报因子连续化的数据；

其中，（a）是数据表中的记录项，以预报因子的算术平均值代表整个行政单元区域上的气象状况；（b）是经空间内插模拟获取的连续化的栅格数据，以栅格大小为单位代表连续变化的地理区域上的气象状况；

（2）设F1为最高气温的火险天气指数；F2为最小相对湿度的火险天气指数；F3为降水量与连旱天的火险天气指数；F4为最大风力的火险天气指数；F5为地带性气候变化订正指数，将步骤（1）得到的数据代入以下公式：

                        （式1）

                  （式2）

      （式3）

                 （式4）

                  （式5）

将（式1）~（式5）预报因子得到的火险天气指数，，，，代入森林火险天气等级指数综合计算公式：

             （式6）

 将代表该行政区域AR₁上的森林火险天气等级指数存储于新的数据列中；

（4）按以下规则定义森林火险天气等级：

 若HTZ≤25，则=1；若25＜HTZ≤50，则=2；若50＜HTZ≤72，则=3；若72＜HTZ≤90，则=4；若HTZ＞90，则=5，并存储于新的数据列；

   （5）重复步骤（1）~（3），存储并建立所预报行政区域AR₁的火险天气等级数据表T₁；