[发明专利]一种风云四号卫星闪电成像仪资料同化方法

权利要求书

1.一种风云四号卫星闪电成像仪资料同化方法，其特征在于：包括有如下步骤：

S1.风云四号卫星闪电成像仪资料模式网格化，将闪电资料插值至数值模式网格点，得到模式网格化闪电资料；

S2.风云四号卫星云顶高度资料模式网格化，将云顶高度资料插值至数值模式网格点，得到模式网格化云顶高度资料；

S3.创建伪相对湿度场；

S3-1.由数值模式在未同化闪电资料的情况下进行预报获得模式背景场；

S3-2.计算步骤S3-2得到的模式背景场中抬升凝结高度，计算公式为：

式中：LCL为抬升凝结高度；T为地面温度；TD为地面露点温度；

步骤S3-2在同化过程中对云底高度以上的相对湿度进行调整，将抬升凝结高度近似为云底高度；

S3-3.根据观测算子对模式背景场进行调整得到伪相对湿度场；

S4.利用3DVAR同化步骤S3中得到的伪相对湿度场，得到分析场；

S5.数值模式预报：基于中尺度天气预报模式，将步骤S4得到的分析场驱动中尺度天气预报模式，进行数值预报；

S6.预报检验：基于观测资料，对数值预报的小时累积降水进行评分检验。

2.根据权利要求1所述的一种风云四号卫星闪电成像仪资料同化方法，其特征在于：步骤S3-3中观测算子的计算方法包括如下步骤：

S3-3-1.步骤S3-2中计算得到的背景场抬升凝结高度以上；

S3-3-2.步骤S2网格化云顶高度以下；

S3-3-3.步骤S1网格化闪电成像仪资料中闪电发生格点处相对湿度进行调整；

S3-3-3-1.如果闪电发生，背景场相对湿度小于90%，将相对湿度增加至90%；

S3-3-3-2.如果闪电未发生或者背景场相对湿度大于等于90%，不进行调整。

3.根据权利要求1所述的一种风云四号卫星闪电成像仪资料同化方法，其特征在于：步骤S6选取了公正预测评分[Equitable Threat Score，ETS]方法进行评分检验,计算公式为：

公式中：ETS表示公正预测评分，R（a）为中间变量，表示预报降水发生并且观测降水也发生的格点，N_B表示预报降水发生且观测降水未发生，N_C表示预报降水未发生且观测降水发生，N_D表示预报降水和观测降水均为发生。

4.根据权利要求1所述的一种风云四号卫星闪电成像仪资料同化方法，其特征在于：步骤S6选取了邻域降水评分[Fractions Skill Score，FSS]方法进行评分检验，计算公式为：

公式中：FSS为邻域降水评分，FBS为邻域均方误差，i为区域x轴方向的格点，i=1,2，…，N_x，j为y轴方向的格点，j=1,2，…，N_y，N_x，N_y分别为研究区域内x和y方向的格点总数；O_r、M_r分别表示观测场和模式预报场超过阈值的格点和总格点的比值。

5.根据权利要求1所述的一种风云四号卫星闪电成像仪资料同化方法，其特征在于：所述步骤S1中风云四号卫星闪电成像仪观测到的闪电资料空间分辨率为7800m，为与数值模式的格点进行匹配，将闪电资料插值至数值模式网格点，得到模式网格化闪电资料。

6.根据权利要求1所述的一种风云四号卫星闪电成像仪资料同化方法，其特征在于：所述步骤S2中由于风云四号卫星云顶高度资料产品的空间分辨率为4000m，为与数值模式的格点进行匹配，将云顶高度资料插值至数值模式网格点，得到模式网格化云顶高度资料。