[发明专利]一种区域数值预报模式的土壤湿度初值订正方法

权利要求书

1.一种区域数值预报模式的土壤湿度初值订正方法，其特征在于，包括：

步骤1：计算平均预报偏差；具体为：获取前一天同一起报时次模式预报结果，所述模式预报结果包括：模式2米温度预报值、模式2米比湿预报值和模式地表气压预报值；

获取模拟区域内气象观测站的观测数据，所述观测数据包括：观测站点2米温度观测值、观测站点2米比湿观测值和观测站点地表气压观测值；

基于所述模式预报结果和所述观测数据计算平均预报偏差，所述平均预报偏差包括：2米温度平均预报偏差、2米比湿平均预报偏差和地表气压平均预报偏差；

步骤2：构造土壤湿度多元线性回归方程；具体为：获取当前起报时次的NCEP的GFS数据，将所述GFS数据输入WRF模式得到WRF模式初始场；

获取所述WRF模式初始场中所有格点的基础数据，所述基础数据包括：2米温度、2米比湿、地表气压和土壤湿度；

获取所述土壤湿度的计算公式，计算公式如下：

Q_soil＝I+a×T_2m+b×Q_2m+c×P_sfc

其中，Q_soil为土壤湿度，I为截距，T_2m为2米温度，Q_2m为2米比湿，P_sfc为地表气压，a，b，c分别为2米温度、2米比湿、地表气压的回归系数；

将所述基础数据代入所述土壤湿度的计算公式得到a，b，c的具体值；

基于所述a，b，c的具体值构建土壤湿度多元线性回归方程，所述土壤湿度多元线性回归方程如下：

其中，为土壤湿度平均偏差，β，γ，δ为未知的待填入的值；

步骤3：计算土壤湿度平均偏差；具体为：获取所述步骤1中的平均预报偏差；

获取所述步骤2中的多元线性回归方程；

将所述平均预报偏差代入所述多元线性回归方程计算土壤湿度平均偏差，计算公式如下：

其中，为土壤湿度平均偏差，为2米温度平均预报偏差，为2米比湿平均预报偏差，为地表气压平均预报偏差；

步骤4：计算土壤湿度平均调整因子；具体为：获取模式模拟区域格点的土壤湿度；

获取所述步骤3中的土壤湿度平均偏差；

基于所述土壤湿度与所述土壤湿度平均偏差计算土壤湿度平均调整因子，计算公式如下：

其中，为土壤湿度平均调整因子，Q_{soil_1}为模式模拟区域格点的土壤湿度，为土壤湿度平均偏差，h为模式模拟区域的格点总数，C_relax为预设的松弛因子；

步骤5：计算土壤湿度实际平均调整因子；具体为：获取前一天同一起报时次的土壤湿度历史平均调整因子；

获取所述步骤4中的土壤湿度平均调整因子；

基于所述前一天同一起报时次的土壤湿度历史平均调整因子和所述土壤湿度平均调整因子计算土壤湿度实际平均调整因子，计算公式如下：

其中，为土壤湿度实际平均调整因子，为土壤湿度平均调整因子，为前一天同一起报时次的土壤湿度历史平均调整因子；

步骤6：订正土壤湿度初值；具体为：获取当前起报时次的模式初始场的格点土壤湿度；

获取所述步骤5的土壤湿度实际平均调整因子；

基于所述当前起报时次的模式初始场的格点土壤湿度和所述土壤湿度实际平均调整因子计算土壤湿度初值，计算公式如下：

其中，Q_{soil_3}为订正后的土壤湿度初值，为土壤湿度实际平均调整因子，Q_{soil_2}为当前起报时次的模式初始场的格点土壤湿度；

当所述土壤湿度初值大于1.0时，订正所述土壤湿度初值为1.0。