[发明专利]登陆热带气旋强度衰减识别及其对降雨影响的评估方法

说明书

本发明公开了一种登陆热带气旋强度衰减识别及其对降雨影响的评估方法。本发明对热带气旋登陆后24小时内的强度进行Kaplan‑DeMaria指数式衰减拟合得到其强度衰减时间尺度，对登陆热带气旋强度衰减时间尺度进行时间变化特征分析，探索影响登陆热带气旋强度衰减的因素，定量评估各影响因素对登陆热带气旋强度衰减的相对贡献，结合海表温度升高、热带气旋路径转移和大尺度环境特征三个方面明晰登陆热带气旋强度衰减变化的物理机制，最后探讨登陆热带气旋强度衰减变化对热带气旋降雨的影响。本发明有益效果是：进一步提升城市安全的气象服务保障能力，为防灾减灾、抗御热带气旋灾害和政府决策提供科学依据。

技术领域

本发明涉及大气科学技术领域，尤其涉及登陆热带气旋强度衰减识别及其对降雨影响的评估方法。

背景技术

热带气旋是发生在热带和副热带洋面上的气旋性涡旋。西北太平洋是全球热带气旋发生次数最多的地区，每年平均生成30场热带气旋，约占全球热带气旋生成总数的33％。我国位于西北太平洋西部，近一半的国土(北起辽宁，南至海南，最西可至西南部100°E以西)可受到热带气旋影响。每年登陆我国的热带气旋平均数量为7场，发生时间通常在5～10月。热带气旋登陆时常常伴随有狂风、暴雨和风暴潮等灾害性天气，其中热带气旋引发的暴雨和随后的洪水往往会给受影响区域造成巨大的社会经济损失和人员伤亡。

由于陆地阻碍、摩擦耗能和远离水汽源地等原因，热带气旋登陆后迅速衰减。 Li和Chakraborty研究发现，相较于50年前，北大西洋热带气旋登陆后一天的强度衰减幅度由75％降为50％，强度下降得更慢。Zhu等人和Song等人发现过去几十年，美国大陆和亚洲大陆热带气旋登陆的衰减在变慢。一些研究已经证明了热带气旋登陆强度和经济损失之间的幂律关系，因而热带气旋登陆后强度衰变减慢可能增加内陆地区的潜在灾害。然而，目前关于登陆热带气旋强度衰减变化如何影响热带气旋降雨的研究仍比较匮乏。基于此，研究登陆大陆的热带气旋强度衰减时间尺度(τ)的变化，对热带气旋降雨的预测和破坏性潜力估计具有重要意义，可以进一步提升城市安全的气象服务保障能力，为防灾减灾、抗御热带气旋灾害和政府决策提供科学依据。

发明内容

本方法的目的在于，针对登陆热带气旋强度衰减速度发生变化后对热带气旋降雨影响的研究方法不足，提出一种登陆热带气旋强度衰减识别及其对降雨影响的评估方法。

本发明的登陆热带气旋强度衰减识别及其对降雨影响的评估方法，包括如下步骤：

步骤S1：数据采集；采集实测热带气旋最佳路径数据、全球降水数据和气象再分析数据；

步骤S2：登陆热带气旋的筛选；结合步骤S1得到的热带气旋最佳路径数据，筛选所有登陆热带气旋，并根据登陆热带气旋筛选原则选择满足原则的登陆热带气旋；

步骤S3：登陆热带气旋强度衰减时间尺度的识别；结合步骤S2得到的满足原则的登陆热带气旋，对各热带气旋登陆后24小时内的强度进行 Kaplan-DeMaria指数式衰减拟合识别相应的登陆热带气旋强度衰减时间尺度τ，并排除大于τ均值的2倍标准偏差的登录热带气旋事件；

步骤S4：登陆热带气旋强度衰减变化特征的识别；结合步骤S3得到的各登陆热带气旋τ值，统计登陆热带气旋τ值的时间序列，分析研究时期前后两个阶段的登陆热带气旋τ值的概率密度曲线，并识别登陆热带气旋τ值时间变化特征；

步骤S5：登陆热带气旋强度衰减变化影响因素的识别；结合步骤S4得到的登陆热带气旋τ值的时间序列，进行可能影响登陆热带气旋衰减的因素与该时间序列的相关性分析，识别影响登陆热带气旋强度衰减变化的所有因素；

步骤S6：登陆热带气旋强度衰减变化的影响因素相对贡献的量化；结合步骤 S5得到的影响登陆热带气旋强度衰减变化的所有因素，根据相对贡献计算方法量化各因素对登陆热带气旋强度衰减变化的相对贡献；