[发明专利]基于GNSS水汽开展短临降水预报的逐日阈值构建与应用方法

说明书

本发明公开一种基于GNSS水汽开展局域短临降水预报的逐日阈值构建与应用方法，全面兼顾由长时序历史数据的分析中得到的普适性、由阈值预报模型中体现的便捷性、由GNSS大气水汽观测体现的高精度以及由逐日阈值的使用所带来的高时效性。包括：分析降水事件与GNSS大气水汽观测值的相关关系，针对不同地域和气候条件确定降水预报因子；根据所述降水预报因子结合对应的降水观测值确定阈值候选值范围；再利用31天滑动窗口结合气象临界成功指数作为评判指标求取该时段的逐日降水阈值；基于所述降水预报因子及所述逐日降水阈值构造面向局域短临降水预报需求的降水预报指标；基于所述预报因子的逐日降水阈值及降水预报指标进行短临降水预报的应用验证及分析。

技术领域

本发明属于GNSS气象学、GNSS大气应用领域，涉及一种基于GNSS水汽开展短临降水预报的逐日阈值构建与应用方法。

背景技术

近年来，全球自然灾害呈现发生频率高、分布地域广、持续时间长、反常性大等特征。随着现代化工农业以及航空业等行业的快速发展，对于气象事件预报的准确度和时效性方面都有了更高的要求。联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panelon Climate Change，IPCC)将极端天气事件定义为“一年中某个特定地点和时间发生的罕见事件”，典型的极端天气/极端气候事件包括暴雨、对流风暴和龙卷风、热带气旋、大气河流、干旱、热浪、寒潮和暴风雪等。在人类社会快速发展和全球气候变化的大背景下，世界范围内区域性自然灾害(如极端降水)造成了重大人员伤亡及经济损失(据估计2000-2009年与气候变化有关的直接经济损失多达8000亿美金)。通过开展临近(0-2h)和短时(3-12h)天气预报可提供及时准确的突发天气状况预报，实现对台风、短时强降水、雷雨大风等强对流天气及其引发的各类气象灾害的监测预警，从而可以在各种气象灾害到来之前采取有效的应对措施，达到防灾减灾的目的。

水汽是大气中最活跃以及影响天气变化和自然灾害发生的众多的气象要素中最重要的气象参数之一。由于大气中的水汽主要分布在对流层内，并具有时空分布复杂且变化较快等特点,使得对其进行高精度实时监测反演极具困难。而作为影响包括极端降雨在内的众多灾害天气产生和发展的重要因素，对水汽进行高精度、高时空分辨率的监测反演是实现对相关自然灾害短时临近预报的重要前提。近三十年来，基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite Systems，GNSS)的大气遥感观测技术由于其自动化、快速、高精度、全天候、时空分辨率高以及价格低廉等优点，可实现对现有传统大气探测技术的有效弥补，基于GNSS大气观测反演得到的用于表征大气水汽含量的大气可降水量(precipitable water vapor，PWV)在未来大气探测及气象(短时临近)预报应用中将占据十分重要的地位。此外，GNSS大气水汽探测信息同降水事件等气象事件的发生具有密切的联系，即通常在降水事件发生前的数小时内，PWV会出现不连续以及突然增大的现象，在上升到一个较高的数值之后便迅速下降，随着降水事件的发生，其含量会进一步下降。