[发明专利]一种松弛逼近资料同化方法及系统

权利要求书

1.一种松弛逼近资料同化方法，其特征在于，所述方法包括：

为观测数据定义质量权重系数；

通过预测数值天气预报模式中格点的影响范围，确定所述观测数据的水平影响系数和垂直影响系数；

根据所述质量权重系数、水平影响系数和垂直影响系数对预先建立的预报方程的松弛逼近项进行修改；

根据修改后的预报方程完成资料同化。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为观测数据定义质量权重系数包括：

获取处于正常阈值范围内的观测数据；

将所述观测数据中跃变值大于预先定义跃变阈值的观测数据删除；

对已删除所述跃变值大于预先定义跃变阈值后的观测数据进行检测，将通过检测的观测数据的质量权重系数置为1，将未通过检测的观测数据的质量权重系数置为0；

其中，所述观测数据包括：风速、风向、气温、相对湿度、气压和辐照度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过下式确定处于正常阈值范围内的观测数据：

风速∈[0m/s，60m/s]；

风向∈[0°，360°]；

气温∈[-40℃，60℃]；

相对湿度∈[0，100％]；

气压∈[500hPa，1100hPa]；

辐照度∈[0W/m²，2000W/m²]。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过下式确定观测数据的跃变值：

式中，t表示预先定义的跃变阈值，g(x_j，x_i)为相邻观测数据的跃变值，d为相邻观测数据之间的距离。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对已删除跃变值大于预先定义跃变阈值后的观测数据进行检测包括：通过对比获得各观测点与所处区域气候平均值之间的差值，若所述差值小于5σ，则检测通过；否则，将差值大于5σ的观测点与其预先定义的距离阈值内其他观测点进行对比，若所述观测点与其预先定义的距离阈值内其他观测点的差值均小于5σ，则检测通过；其中，σ表示观测数据的标准差。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过预测数值天气预报模式中格点的影响范围，确定观测数据的水平影响系数包括：

基于每个观测点，在各观测点对应的数值天气预报模式中最近的格点i，以及与所述格点i相邻格点间的历史气象要素相关系数；

根据预先定义的所述历史气象要素相关系数的边界值，计算各观测点的水平影响范围R，并将处于R范围内的观测数据水平影响系数置为所述水平影响范围的反比例系数，将处于R以外的观测数据水平影响系数置为0。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，通过下式确定观测数据的水平影响系数：

式中，W_h表示观测数据的水平影响系数，r_ik表示格点i与相邻格点k间的历史气象要素相关系数。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下式确定观测数据的垂直影响系数：

式中，W_v表示观测数据的垂直影响系数，H为观测数据的垂直影响范围，h_ik为格点i与相邻格点k之间的高度差。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下式确定预先建立的预报方程：

其中，第五项为松弛逼近项；

修改所述松弛逼近项后的预报方程如下式：

式中，W_qc为质量权重系数、W_h为水平影响系数，W_v为垂直影响系数，τ_u表示张弛时间尺度。