[发明专利]基于主观路径强度预报和参数化风场模型的风圈预报方法

说明书

本发明涉及一种基于主观路径强度预报和参数化风场模型的热带气旋大风风圈预报方法，属于热带气旋大风风圈预报领域，包括以下步骤：S1：确定提供关注区域热带气旋路径和强度的数据来源；S2：根据所处区域地形特点，确定合适的参数化风场模型及算法；S3：确定计算网格范围和网格分辨率；S4：收集关注区域内历史热带气旋影响期间的各观测数据；S5：计算出设定网格中每个网格点上的风速值；S6：对受地形影响的区域风速进行修正；S7：计算风圈半径：绘制风圈，计算各个方位上各级风圈到热带气旋中心的距离，作为风圈半径，等权重平均得到不分象限的各等级风圈半径；S8：进行风圈半径计算结果修正；S9：对热带气旋风圈进行实时预报。

技术领域

本发明属于热带气旋大风风圈预报技术领域，涉及一种基于主观路径强度预报和参数化风场模型的热带气旋大风风圈预报方法。

背景技术

热带气旋大风灾害是沿海及海上主要的自然灾害之一。其灾害的破坏力或者破坏程度和破坏区域，不但与热带气旋路径、强度有密切的关系，还与一定级别的热带气旋大风分布有密切的关系，热带气旋风圈预警是当前全球各主要热带气旋预警中心面临的重大挑战之一。当前，热带气旋大风半径预报最主要的方法是气候持续法，也发展了参数、统计参数、单数值预报模式、多数值预报模式集成、观测风圈半径基础上考虑70％概率圆、卫星观测外推等方法。然而，气候持续预报物理上不连续，单模式预报性能不乐观，多模式集成虽然部分时次预报技巧高于气候持续法，但其对运算能力要求高、运算时间较长，并且现有模式均只能预报对称或仅考虑4个象限差异的非对称的风圈半径，不能很好的反映热带气旋大风影响区域的非对称。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于基于已给出的主观热带气旋路径和强度预报产品，结合考虑复杂地形的参数化风场模型，建立具有物理基础且可实现高非对称性的热带气旋风圈预报方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于主观路径强度预报和参数化风场模型的热带气旋大风风圈预报方法，包括以下步骤：

S1：确定提供关注区域热带气旋路径和强度的数据来源；

S2：根据所处区域地形特点，确定合适的参数化风场模型及算法；其中海上区域采用不考虑地形影响的参数化风场模型，受地形影响的区域选择考虑地形影响的参数化风场模型；

S3：根据计算机运算能力和应用需求，确定计算网格范围和网格分辨率；

S4：收集关注区域内历史热带气旋影响期间所有时次热带气旋中心位置的经度数据、纬度数据中心最低气压数据P_c、各级热带气旋大风半径观测数据；

S5：提取热带气旋中心经度数据、纬度数据、中心最低气压数据，输入到步骤S2确定的海上区域选择的模型中，计算出设定网格中每个网格点上的风速V_g值；

S6：根据所在位置陆地或海洋属性数据判断是否需要进行风场数据修正，如果网格点位于海洋上，则风速不进行修正；如果网格点位于陆地上，则通过步骤S2确定的受地形影响的区域选择的模型计算网格点上的修正风速V值；

S7：计算风圈半径：通过绘制等值线绘制出相应等级的风圈；将以热带气旋中心为中心的网格划分为四个或八个方位，计算各个方位上各级风圈到热带气旋中心的距离，作为各级风圈在各个方位上的风圈半径；再将各方位的风圈半径等权重平均得到不分象限的各等级风圈半径R_j；

S8：风圈半径订正：通过历史风圈半径观测数据与计算风圈数据对比，进行风圈半径计算结果修正；

S9：对热带气旋风圈进行实时预报。

进一步，步骤S1中，将关注区域内常用的官方热带气旋路径和强度预报数据确定为输入风场模型的热带气旋路径和强度数据来源。