[发明专利]一种获取气候信息处理方法、系统、存储介质

说明书

本发明属于信息处理技术领域，公开了一种获取气候信息处理方法、系统、存储介质，通过经纬度转换、网格转换、投影转换和向邻近点插值的方法，把地球系统模式中粗分辨率月均数据转换为全球气候背景场格点数据；通过区域气候模式WRF进行本地化配置，不断组合优选出物理参数化方案和数值模式分辨率；利用地球系统模式输出的强迫场，对WRF模式进行积分，输出水平分辨率达1km的局地气象要素模拟场。本发明解决了对局地复杂地形条件下的区域天气气候事件进行精细化预报预测，运用数值模式输出的1km水平高分辨率资料，可以对复杂地形和下垫面上的气象条件做出可靠的模拟评估和预测。

技术领域

本发明属于信息处理技术领域，尤其涉及一种获取气候信息处理方法、系统、存储介质。

背景技术

目前，降尺度方法主要包括高分辨率或混合分辨率的全球数值模式动力降尺度，其中动力降尺度法可以选用区域气候模式的模拟实现。区域模式因其较高的分辨率被广泛使用在气候研究领域，其可以合理刻画当前气候并被广泛运用于全球变暖研究中。因区域模式的分辨率较之全球模式明显提高，区域模式对于局地天气和气候的模拟能力显著提升。高质量和精确的气候服务离不开高时间和空间分辨率的气候场数据作为支撑。传统的气象观测站资料提供了长时间序列的气候资料，但受区域发展的不平衡和气象观测站布局的代表性等影响，目前还不能完全满足气候资源论证和评价的需求，对于观测站点稀疏地区进行精细化的论证和评价甚至是无法实现的。现有的气象再分析资料可以提供最近几十年的格点气候数据，但是空间分辨率仍然相对较低，并且现有的再分析资料只有历史格点数据，并没有对未来的预测数据。因此，为得到比现有再分析资料更高水平分辨率和对未来气候的预测资料，可以借助于区域气候或中尺度天气模式，对地球系统模式在不同CO₂排放情境下的预估数据进行动力降尺度，生成未来50～100年高分辨率气候场数据集，可以提升对未来局地温度或降水预测的准确性，对未来可能出现的灾害性天气或气候变化趋势提供决策和参考依据。

目前，流行的动力降尺度方法是将全球气候模式与高分辨率区域气候模式进行嵌套，从而利用区域模式更高的分辨率和更细致的物理过程参数化方案，来改进区域气候尤其是复杂下垫面区域气候的模拟性能。随着计算机技术的进步，高分辨率区域模式的长时间积分用时越来越短，这使得动力降尺度方法在气候预测中应用的时效性得到保障，应用也越来越广泛。但是，目前利用全球模式进行预测的格点数据大部分来自历史再分析资料，主要依靠美国国家大气研究中心(NCAR)、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)等机构提供，并且对未来的全球气候预测格点数据较少。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)全球气候再分析资料虽然可以提供格点资料数据作为强迫场驱动区域气候模式，但是所有的格点数据是基于过去30～50年历史观测资料的同化数据，因此无法对未来的天气气候事件进行预报预测。

(2)全球气候模式再分析资料而言水平分辨率较粗(2.5×2.5°或1×1°)，水平约250km或100km，对于水平尺度较大的区域有良好的预测效果，但是对于水平尺度较小的(10km以下)局地天气气候却不能做出准确的预测，因此无法利用全球气候模式的结果对局地复杂地形条件下的气象信息作出高分辨率模拟和预测。

(3)地球系统模式虽然可以提供未来50～100年的全球格点气象资料数据，但是水平分辨率也较粗(2.5×2.5°)，并且目前缺少一套普遍适用于区域模式动力降尺度地球系统模式数据的方法和技术，尤其是生成区域气候模式驱动场较为困难。

解决以上问题及缺陷的难度为：

(1)需要提取地球系统模式中用于驱动区域气候模式的气象要素，并快速处理生成全球气候背景场格点数据。需要对地球系统模式的非均匀网格点进行经纬度转换、网格转换、投影转换和相邻近点插值和高空层排序，以便生成区域气候模式的边界条件和初值。

(2)需要对区域气候模式WRF进行局地配置，进行不断组合优选出物理参数化方案和数值模式分辨率，最终输出水平分辨率达1km的模拟结果。