[发明专利]一种沙漠地区大气边界层高度的预测方法及系统

说明书

本发明公开了一种沙漠地区大气边界层高度的预测方法及系统，具体包括：获取需预测的沙漠地区的NCEP/NCAR再分析资料和LANDUSE资料；根据LANDUSE资料获取该沙漠地区的地表特征，根据地表特征对沙漠地区进行筛选，确定沙漠网格点的空间位置；根据NCEP/NCAR再分析资料获取该沙漠地区的气象数据；通过获取的气象数据计算地表热力影响温度；结合获取的气象数据以及地表热力影响温度，通过YSU边界层参数化方案，计算沙漠地区的大气边界层高度。本发明通过修改代表地表温度的适当温度，能够较为准确地预测沙漠地区的大气边界层高度，为沙漠地区大气边界层的预报提供科技支撑，具有重要的科学意义和应用价值。

技术领域

本发明涉及一种大气边界层高度的预测方法，具体涉及一种沙漠地区大气边界层高度的预测方法及系统。

背景技术

由于大气边界层是人类生活和活动的主要场所，它是整个大气层中对人类最重要的部分。并且，由于大气边界层的热力和动力状态随空间和时间变化十分快速和剧烈，它也是整个大气层中最活跃的部分。大气边界层还是地球与大气之间进行物质和能量交换的桥梁，几乎地球与大气之间所有的热量、动量、水汽、气溶胶、微量气体和大气污染物的交换都是通过大气边界层过程来实现。所以，无论是气候变化还是大气环流的调整都与大气边界层过程的贡献密不可分。同时，发生在我们身边的主要突发性气象灾害也大多与大气边界层过程密切相关，比如，沙尘暴和暴雨的形成都无不是以大气边界层运动为基础，因此大气边界层过程也是灾害性天气预报的关键环节。

在大气边界层特征物理参数中，大气边界层厚度是其中最重要的参数之一。它直接决定着一个地区的大气环境容量，也强烈影响着云和对流发展和演变过程。所以，大气边界层厚度不仅是空气质量监测和天气预报中最重要的物理参数之一，而且也是对数值天气预报模式的初始化而言十分关键的因素。

而由于下垫面的热力性质差异和地形不同，地球表面的各个区域会表现出很不同的大气边界层厚度，比如，陆面和洋面上的大气边界层就非常不同。在干旱荒漠地区，由于太阳辐射强，地表干燥，加热迅速，具有能够形成比一般地区更深厚的大气边界层的物理基础。但是，在沙漠地区，在模拟边界层高度的过程中，由于模拟的地表温度和地面2米温度之差相差高达15K，对于大气边界层高度的模拟有严重的偏差。

因此，如何克服模拟时地表温度偏低对大气边界层高度的影响，是一个重大的难题。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种沙漠地区大气边界层高度的预测方法及系统，通过修改代表地表温度的适当温度，能够较为准确地预测沙漠地区的大气边界层高度。

本发明采用如下的技术方案。

一种沙漠地区大气边界层高度的预测方法，所述预测方法包括步骤：

(1)获取需预测的沙漠地区的NCEP/NCAR再分析资料和LANDUSE资料；

(2)根据LANDUSE资料获取该沙漠地区的地表特征，根据地表特征对沙漠地区进行筛选，确定沙漠网格点的空间位置；

(3)根据NCEP/NCAR再分析资料获取该沙漠地区的气象数据；

(4)在步骤(2)确定的沙漠网格点的空间位置上，通过获取的气象数据计算地表热力影响温度；

(5)结合获取的气象数据以及地表热力影响温度，通过YSU边界层参数化方案，计算沙漠地区的大气边界层高度。

进一步地，所述步骤(1)中，

获取需预测的沙漠地区的时间分辨率为6小时、空间分辨率为1°×1°的NCEP/NCAR再分析资料，以及美国地质调查局提供的2m和30s高分辨率LANDUSE资料。

进一步地，所述步骤(2)中，

地表特征包括：风蚀度指数，对流浮力，摩擦速度。