[发明专利]一种灰霾和沙尘天气的预报方法及预报系统

权利要求书

1.一种灰霾和沙尘天气的预报方法，其特征在于，包括：气象预测方法和神经网络预测方法；

所述气象预测方法包括：

下载第一预定时间内的气象数据和排放数据，其中，所述第一预定时间为结束日期与初始日期的时间差值；

将所述排放数据中的排放总量转化为单位面积单位时间的单位排放量；

获取待测地的地表参数，从所述气象数据中提取所述待测地的气象参数，将所述气象参数与所述地表参数进行空间插值，得到模拟气象驱动场；

通过所述单位排放量、所述模拟气象驱动场，求解所述第一预定时间内各时刻的输出气象数据；

获取所述待测地预报时间的能见度Vis，同时从所述输出气象数据中获取所述预报时间的风速v、相对湿度RH、细颗粒物PM2.5浓度C_pm2.5，与灰霾和沙尘预报表比对，得到所述预报时间的初步预报结果；其中，所述预报时间在所述第一预定时间内；

所述神经网络预测方法包括：

所述待测地在过去的第二预定时段内出现灰霾和浮尘天气时，获取与所述预报时间对应时刻与前一天该时刻的温度差ΔT和与所述预报时间对应时刻的PM2.5与可吸入颗粒物PM10的浓度之比η，ΔT和η组成的数据集作为神经网络的训练样本，通过训练得到预报模型；

从所述输出气象数据中提取所述预报时间与所述预报时间前一天的温度差ΔT_测和PM2.5与PM10的浓度之比η_测，将ΔT_测和η_测输入到所述预报模型中，确定所述预报时间的初步判断结果是灰霾或浮尘；

结合所述气象预测方法和所述神经网络预测方法得到的预报情况，确定所述待测地在所述预报时间的预报结果为轻微灰霾、轻度灰霾、中度灰霾、重度灰霾、特强沙尘暴、强沙尘暴、沙尘暴、扬沙或浮尘的其中一种。

2.根据权利要求1所述的预报方法，其特征在于，还包括：通过所述地表参数和所述预报结果，绘制灰霾和浮尘天气预报图。

3.根据权利要求1所述的预报方法，其特征在于，在所述灰霾和沙尘预报表中，轻微灰霾：5.0≤Vis＜10.0(km)、RH≤95％，轻度灰霾：3.0≤Vis＜5.0(km)、RH≤95％，中度灰霾：2.0≤Vis＜3.0(km)、RH≤95％，重度灰霾：Vis＜2.0(km)、RH≤95％，浮尘：v≤10.0(m/s)、Vis＜10.0(km)、RH≤95％，扬沙：v10.0(m/s)、1.0≤Vis＜10(km)、RH≤95％；沙尘暴：v10.0(m/s)、Vis＜1.0(km)、RH≤95％；强沙尘暴：v17.2(m/s)、Vis＜0.5(km)、RH≤95％，特强沙尘暴：风速24.5(m/s)、Vis＜0.05(km)、RH≤95％。

4.根据权利要求1或2所述的预报方法，其特征在于，所述获取所述待测地所述预报时间的能见度Vis包括：获取消光系数ext，Vis＝-ln(0.02)/ext。

5.根据权利要求1所述的预报方法，其特征在于，所述气象数据为美国国家环境预报中心的全球预报系统GFS所提供的地理分辨率为0.25°×0.25°全球范围气象预报再分析数据。

6.根据权利要求1所述的预报方法，其特征在于，所述排放数据为全球大气研究排放数据库EDGAR所提供的地理分辨率为0.1°×0.1°全球范围的大气污染物排放再分析数据。

7.根据权利要求1所述的预报方法，其特征在于，将所述排放数据中的排放总量转化为单位面积单位时间的单位排放量，包括：利用球面四边形公式计算地球单位面积，根据所述单位面积和所述第一预定时间的时长，通过所述排放总量计算所述单位排放量。