[发明专利]一种极地能量输送通量散度的计算方法

权利要求书

1.一种极地能量输送通量散度的计算方法，其特征在于包括以下步骤：

1)读取全球地理网格下的能量输送通量的数据，计算其实际观测值；所述全球地理网格下的能量输送通量为：经向分量和纬向分量、以及各分量数据对应的缩放因子和偏移量属性参数；

所述计算能量输送通量实际观测值，包括：

根据缩放因子和偏移量属性计算纬向分量的实际观测值e和经向分量实际观测值n：

公式1：e＝e₀×scale_factor1+add_offset1

公式2：n＝n₀×scale_factor2+add_offset2

其中参数定义如下：e₀为全球地理网格下的能量输送矢量纬向分量的记录值，scale_factor1为e₀对应的缩放因子，add_offset1为e₀对应的偏移量；n₀为全球地理网格下的能量输送矢量经向分量的记录值，scale_factor2为n₀对应的缩放因子，add_offset2为n₀对应的偏移量；

2)将能量输送通量实际观测值数据投影为具有预设分辨率的等面积可扩展网格数据；

3)对投影后得到的水平数据和垂向数据进行方向修正；

4)对于每一个网格，依据水平和垂向梯度计算能量输送通量的散度；包括：

读取等面积可扩展网格下能量输送通量矢量的水平数据和垂直数据，计算每个网格能量输送水平和垂直分量的变化梯度，根据梯度确定此位置能量输送通量的散度；

公式11：

其中，i和j代表网格的行列号，代表能量输送通量在水平方向的梯度，代表能量输送通量在垂直方向的梯度；

若散度计算结果为负值，表示此位置处为通量源区，通量向外辅散；若散度计算结果为正值，表示此位置处为通量汇区，通量向内汇聚；

5)重复步骤4)，对所有网格进行迭代处理，计算所有网格的能量输送通量散度；

6)建立绘图窗口，将散度计算结果进行可视化，用于图像直观表示此位置处为通量向内汇聚的通量汇区或通量向外辅散的通量源区；

所述将散度计算结果进行可视化包括：将每一网格处的散度数据用颜色加以区分：选取不同颜色表征散度计算结果的正值与负值，且散度计算结果数据的绝对值越大其对应颜色越深；并将陆地边界叠加显示在其上。

2.根据权利要求1所述的一种极地能量输送通量散度的计算方法，其特征在于，将数据投影为具有预设分辨率的等面积可扩展网格包括以下步骤：

设置参数：投影类型、椭球体、中央经线和单位，建立可扩展目标网格坐标系；设置可扩展目标网格坐标系的分辨率；根据原始地理网格坐标系和目标网格坐标系建立地理查找表文件，以确定原始地理网格坐标系中的初始位置在可扩展目标网格坐标系中的结果位置；

根据初始位置和结果位置对每一网格内的能量输送通量数据在可扩展目标网格坐标系下进行插值变换，得到等面积可扩展网格下的能量输送通量数据的两个分量；

计算结果数据对应的等面积可扩展网格的经纬度数据，用于绘制出图。

3.根据权利要求1所述的一种极地能量输送通量散度的计算方法，其特征在于，地理查找表文件用于存储原始地理网格坐标与可扩展网格坐标的映射关系。

4.根据权利要求1所述的一种极地能量输送通量散度的计算方法，其特征在于，所述对投影后得到的水平数据和垂向数据进行方向修正为：

原始地理网格坐标系下的数据中的水平分量以经纬度为参考：水平分量向东为正，向西为负，垂向分量向北为正，向南为负；

当数据转换为等面积可扩展网格后，根据象限和经纬度进行调整，使得可扩展目标网格坐标系下的结果数据以x轴为水平分量、以y轴为垂向分量进行矢量的坐标定位。