[发明专利]数值天气预报模式的误差来源确定方法及装置

说明书

本申请提供一种数值天气预报模式的误差来源确定方法及装置，涉及数值天气预报领域。该方法包括：确定卫星观测区域，以及数值天气预报模式中的与所述卫星观测区域对应的模拟区域；获取当前时刻所述卫星观测区域的辐射值，以及所述数值天气预报模式下的所述模拟区域的大气参数；根据预设的大气顶层向上辐射公式，确定所述辐射值对所述大气参数的敏感度，所述敏感度为所述大气参数改变时所述辐射值的改变幅度；基于所述敏感度确定所述大气参数的误差来源特征，所述误差来源特征用于表征所述模拟区域中的大气参数的误差来源分布。通过大气参数变化对辐射值的影响幅度确定大气参数的误差来源特征，从而能够对大气参数的偏差特征进行估算。

技术领域

本申请涉及数值天气预报技术领域，具体而言，涉及一种数值天气预报模式的误差来源确定方法及装置。

背景技术

在现有技术中，由于气象卫星观测的亮温，与气象数值天气预报模式的预报量不是同一物理量，无法直接定量比较。目前卫星亮温数据检验数值模式的预报产品通常采用两种方案：将气象数值模式产品通过辐射传输模式计算成卫星辐射值，与卫星观测辐射值进行比较，反映出辐射值的预报偏差，但是无法确切反映出气象模式具体的偏差；利用气象卫星的图像产品描述天气系统的位置和强度，与数值预报产品进行定性检验，也无法给出数值天气预报模式中大气参数的偏差特征。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种数值天气预报模式的误差来源确定方法及装置，以解决现有技术中无法估算数值天气预报模式中大气参数的偏差特征的问题。

本申请实施例提供了一种数值天气预报模式的误差来源确定方法，所述方法包括：确定卫星观测区域，以及数值天气预报模式中的与所述卫星观测区域对应的模拟区域；获取当前时刻所述卫星观测区域的辐射值，以及所述数值天气预报模式下的所述模拟区域的大气参数；根据预设的大气顶层向上辐射公式，确定所述辐射值对所述大气参数的敏感度，所述敏感度为所述大气参数改变时所述辐射值的改变幅度；基于所述敏感度确定所述大气参数的误差来源特征，所述误差来源特征用于表征所述模拟区域中的大气参数的误差来源分布。

在上述实现过程中，通过大气顶层向上辐射公式确定辐射值对数值天气预报模式中的大气参数的敏感度，通过选取特定卫星观测通道和天气条件，减小了大气顶层向上辐射公式的方程自由度，提高了计算精度，不需要根据多个大气参数、表面参量、大气光学厚度等对大气状态进行反演，避免反演过程带来的误差。通过观测亮温与模拟亮温的偏差以及大气参数敏感度分析，能够获得大气参数的偏差特征，并且提高了误差来源评估的准确性和效率。

可选地，所述大气顶层向上辐射公式包括：L(v,θ)＝(1-N)L^Clr(v,θ)+NL^cld(v,θ)，其中，L(v,θ)表示所述辐射值，ν表示卫星观测通道的频率，θ表示观测角度，L^Clr(υ,θ)表示晴空大气层顶向上辐射值，L^cld(v,θ)表示云顶到大气层顶向上辐射值，N表示云量。

可选地，所述确定卫星观测区域，以及数值天气预报模式中的与所述卫星观测区域对应的模拟区域，包括：选取所述卫星观测区域以及对应的所述模拟区域；在有限差分格点模式下，将所述模拟区域垂直划分为n层，水平划分为m个格点。

在上述实现过程中，通过有限差分格点模式的区域划分，将模拟区域划分为多个小区域，从而能够得到模拟区域内各个部分的大气参数，以针对各个部分的大气参数对辐射值的影响程度进行评估。

可选地，所述选取所述卫星观测区域以及对应的所述模拟区域，包括：在所述大气参数为温度和/或湿度时，在晴空区中选取卫星观测区域以及所述卫星观测区域对应的所述模拟区域；在所述大气参数为云参数时，在云区中选取卫星观测区域以及所述卫星观测区域对应的所述模拟区域。

在上述实现过程中，对不同大气参数的误差来源进行分析时选取不同的天气条件的区域，提高了误差来源分析的准确性。