[发明专利]基于机载资料识别台风最大风速半径的方法

说明书

本发明涉及一种基于机载资料识别台风最大风速半径的方法，包括如下步骤：(1)、确定台风中心位置和飞机所在半径；(2)、寻找每次飞行中待分析的穿刺飞行时间序列；(3)、原始风廓线插值和滤波；(4)、寻找每次飞行的RMW；(5)、计算每次飞行观测最终确定的一个RMW。本发明为自动算法，可以高效运行。本发明通过滤波排除观测资料中带来潜在误差的高频扰动，本发明通过把RMW分组比较去除可能有双眼墙过程或雨带导致的同时存在两个特征RMW中较大的那一个。本发明由机载资料识别台风RMW，相比于卫星识别有精度高的优势，相比于地基多普勒雷达识别有观测平台的机动范围较大的优势。

技术领域

本发明涉及一种识别台风最大风速半径的方法，具体涉及一种是对台风水平风直接观测，且观测平台的机动范围较大、非常可靠而且可行基于机载资料识别台风最大风速半径的方法。

背景技术

台风是我国东南沿海最主要的气象灾害，以其风速强，袭击范围大，常引发暴雨强风、泥石流和风暴潮等灾害。其中台风的最大风速半径(Radius of Maximum Wind,以下简称RMW)是台风的重要结构参数，主要表示在台风内核区域同一高度上极端最大风速的范围，是防台减灾和台风模式预报研发等领域内所必须的重要参数。

传统上，在西北太平洋海域上分析台风最大风速半径的主要手段主要依靠是两种，其一为基于静止和极轨卫星获取的台风对流和风场的观测，而估计得到台风最大风速半径(Lajoie,F.and K.Walsh 2008)；其二为基于地基雷达的径向风和对流观测估计台风最大风速半径(Shimada 2018)。而在其他海域，特别是大西洋和东太平洋的热带气旋(即飓风)则主要依靠飞机直接探测获取RMW，已经被广泛认知为最为可靠和准确的RMW探测手段(Bell,2004)。但是长期以来由于西北太平洋沿岸国家特别是我国缺乏飞机探测手段，因此长期徘徊不前。近年来，日本、中国台湾、中国香港以及我国大陆气象部门开始陆续有有人飞机和无人机探测台风技术，因此基于飞机探测RMW的技术已经成为当务之急。

由于台风特别是RMW附近所在的风速往往较大(30m/s)，依赖于洋面海浪破碎情况来获取风速的卫星观测技术在此种高风速海况下往往存在明显的低估和识别能力偏低的现象，因此限制了卫星对于较强台风个例RMW的判别精度，而地基雷达受地球曲率以及观测站点环境所限，往往只能对于近海200公里以内的台风具有相对较强的观测，而且由于地基多普勒雷达仅能直接观测到一个方向的风(即径向风)，无法直接获取完整的水平风，往往需要多部雷达在非常有限的重合观测区域进行技术处理获取完整水平风场。因而地基雷达获取的台风RMW机会往往非常有限。飞机机载资料由于是对台风水平风直接观测且观测平台的机动范围较大，因此可以认为是一项非常可靠而且可行的台风RMW探测手段。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种是对台风水平风直接观测，且观测平台的机动范围较大、非常可靠而且可行基于机载资料识别台风最大风速半径的方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种基于机载资料识别台风最大风速半径的方法，所述基于机载资料识别台风最大风速半径的方法包括如下步骤：

(1)、确定台风中心位置和飞机所在半径；

(2)、寻找每次飞行中待分析的穿刺飞行时间序列；

(3)、原始风廓线插值和滤波；

(4)、寻找每次飞行的RMW；

(5)、计算每次飞行观测最终确定的一个RMW。

在本发明的具体实施例子中；步骤(1)中确定台风中心位置和飞机所在半径具体包括如下步骤：

假设分析时刻的台风移速和强度变化率不变，确定当前时刻台风中心位置和强度；

任意时刻飞机距离台风中心的半径为任意时刻飞机所在经纬度和台风中心经纬度之间的球面距离。