[发明专利]一种基于平漂球探空数据构建温度廓线的方法

权利要求书

1.一种基于平漂球探空数据构建温度廓线的方法，其特征在于，包括如下步骤：

探空数据获取：分别获取平漂球上升段和/或下降段探空数据、平漂段探空数据；所述平漂球上升段和/或下降段探空数据包括垂直温度场数据；所述平漂段探空数据包括水平温度场数据、风场数据；

温度场数据划分：确定垂直分辨率、水平分辨率，分别根据垂直分辨率、水平分辨率将垂直温度场数据、水平温度场数据划分为若干个子区间；

重构温度函数：分别对划分后的每一子区间重构温度函数，并对重构的温度函数进行求解，得到每一子区间的重构温度函数，基于重构温度函数计算每一子区间的温度变化率；

温度垂直梯度、温度平流计算：将每一子区间的温度变化率进行拼接，得到温度垂直梯度、温度水平梯度，基于温度水平梯度、风场数据计算温度平流，完成温度廓线的构建；

所述温度场数据划分包括：

将所述垂直温度场数据在垂直方向上划分为若干个子区间；

将所述水平温度场数据在东西方向、南北方向均划分为若干个子区间；

所述重构温度函数的具体方法包括如下步骤：

构建重构函数：分别对所述垂直温度场数据、所述水平温度场数据在东西方向、南北方向的每一子区间构建为三次自然样条函数；

求解重构函数：采用一维一阶数值微分算法分别对每一子区间重构函数的待定系数进行求解，得到所述垂直温度场数据、所述水平温度场数据在东西方向、南北方向每一子区间的重构函数；

求解每一子区间的温度变化率：分别对所述垂直温度场数据、所述水平温度场数据在东西方向、南北方向每一子区间的重构函数进行一阶求导，得到每一子区间的温度变化率。

2.根据权利要求1所述的基于平漂球探空数据构建温度廓线的方法，其特征在于，温度垂直梯度的计算方法包括：

对垂直温度场数据每一子区间的温度变化率按照垂直温度场数据划分前顺序进行拼接，得到温度垂直梯度。

3.根据权利要求1所述的基于平漂球探空数据构建温度廓线的方法，其特征在于，温度平流的计算方法包括：

分别对水平温度场数据在东西方向、南北方向每一子区间的温度变化率按照水平温度场数据划分前顺序进行拼接，得到温度东西方向水平梯度Gx、温度南北方向水平梯度Gy；

基于风场数据、温度东西方向水平梯度Gx、温度南北方向水平梯度Gy计算温度平流Gx，y：

Gx，y＝-(uGx+vGy)

其中u表示东西方向风速，v表示南北方向风速。

4.一种平漂球探空系统用于实现权利要求1～3任一项所述的基于平漂球探空数据构建温度廓线的方法，其特征在于，包括平漂球载体，所述平漂球载体包括外球(1)、内球(2)、降落伞(3)，所述内球(2)套接在所述外球(1)内部，所述内球(2)与所述降落伞(3)相连；

所述外球(1)、内球(2)分别作为上升、平漂的载体，所述降落伞(3)作为下降的载体；

所述平漂球载体上载有载荷，所述载荷包括控制模块(4)、探空仪(5)；

所述控制模块(4)包括分离器、探测高度控制装置；

所述分离器用于所述内球(2)、所述降落伞(3)的分离；

所述探空仪(5)用于进行探空数据的采集。