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      基于ec/jma全球格點預(yù)報資料的臺風(fēng)自動化預(yù)報方法_2

      文檔序號:8256145閱讀:來源:國知局
      的氣旋,確保先將這些氣旋中心保留,再通過下面幾步判斷逐步剔除不滿足條件的氣旋中心。對于較弱的氣旋,以上方法常會判斷出多個氣旋中心點(可能相鄰兩個格點均滿足以上條件),因此還需要進一步訂正。訂正方法為記錄每一個氣旋中心點的滿足條件的起始風(fēng)圈,哪個氣旋中心點的起始風(fēng)圈最靠近中心,則保留該氣旋中心點,其余氣旋中心點去除。例如相鄰兩點,點I第3圈為滿足條件的起始風(fēng)圈,點2第2圈為滿足條件的起始風(fēng)圈,則保留點2去除點I。這樣判定的依據(jù)是最靠近氣旋中心,其風(fēng)場氣旋環(huán)流特征更顯著(圖4)。若氣旋出現(xiàn)明顯的雙中心結(jié)構(gòu),判斷兩個氣旋中心點是否距離較遠,例如兩個氣旋中心點距離是否超過5個格點以上,若超過,則滿足條件同時保留兩個氣旋中心點,判斷出現(xiàn)雙臺風(fēng)的情況。
      [0028]3)、求中心點最大風(fēng)速值。熱帶氣旋中心最大風(fēng)速,由氣旋中心點進行極坐標插值,具體做法是,首先在氣旋中心點向外500km范圍內(nèi),求出自然坐標轉(zhuǎn)換成極坐標下的經(jīng)瑋向的偏移量,偏移量與中心點對應(yīng)經(jīng)瑋度值的累加量即為極坐標下的經(jīng)瑋度大小。對應(yīng)的極坐標風(fēng)速值,由極坐標插值算法完成,例如將EC預(yù)報模式37*145個格點上對應(yīng)的風(fēng)速,轉(zhuǎn)換為對應(yīng)極坐標經(jīng)瑋度下的風(fēng)速大小。插值后極坐標上最大風(fēng)速即我們要求的氣旋中心的最大風(fēng)速值。
      [0029]4)、判斷完整的臺風(fēng)路徑。如圖5所示,一條完整的臺風(fēng)路徑預(yù)報,是通過連續(xù)幾個預(yù)報時段的氣旋中心點進行判斷的,如果相鄰兩個時段的氣旋中心點距離較近,符合同一條臺風(fēng)的距離范圍,默認這2個氣旋中心點為同一條路徑上的點。例如距離是否在5個格點以內(nèi),若在5個格點內(nèi)判斷圍同一條臺風(fēng),超過5個格點以上若滿足條件則同時保留兩個中心點,判斷可能出現(xiàn)雙臺風(fēng)的情況。
      [0030]相反2個氣旋中心點距離較遠,則默認其中一個點為第二條臺風(fēng)路徑上的點。如果在此預(yù)報過程中,該點為一孤立時刻點,則排除該條路徑的可能。通過氣旋中心點的距離判斷,得到該預(yù)報時刻的一條完整路徑,并區(qū)別了雙臺風(fēng)的影響。
      [0031]2.臺風(fēng)強度預(yù)報
      I)、確定氣旋中心點風(fēng)圈等級。如圖6所示,針對上述方法找出的氣旋中心點風(fēng)速值的進行一次極坐標插值,即求出該中心點周圍500km范圍內(nèi)風(fēng)圈大小。
      [0032]3.登陸點預(yù)報
      1)、海岸線資料選取。為了判斷臺風(fēng)的發(fā)展是否對內(nèi)陸有影響,需要針對臺風(fēng)路徑模塊生成的路徑產(chǎn)品,判斷預(yù)報路徑是否登陸海岸線,以及登陸點的時間等。選取的海岸線資料范圍為5~45° N,100~125° E,所用數(shù)據(jù)包括海岸線的經(jīng)瑋度信息文件,以及陸地與海洋的標志性格點文件(O為海洋,I為陸地)。
      [0033]2)登陸點判斷。首先將每個氣旋中心點與海岸線點之間進行距離判斷,如果距離小于等于0.2個經(jīng)瑋度,則認為該氣旋中心點可能為登錄點。然后通過陸地與海洋的標志性文件,判斷該氣旋中心點周圍的標志狀態(tài)1/0,也就是說如果該氣旋中心點前面為0,后面為1,則可以判斷該點登陸。將預(yù)報路徑該氣旋中心點前后2個氣旋中心點建立直線方程,如果在該2個氣旋中心點之間與海岸線有交點,則判斷該交點為登陸點,取最接近陸地點的一個交點為登陸點。求出登陸點周圍0.5個經(jīng)瑋度范圍內(nèi)的海岸線點作為登錄區(qū)域范圍(圖7,灰色區(qū)域為登錄范圍)。然后通過判斷該登陸點占2個氣旋中心點之間的距離比例,確定登錄點的時間范圍。
      [0034]經(jīng)過3個模塊的算法處理實現(xiàn)EC/JMA臺風(fēng)預(yù)報自動化的運行。日常業(yè)務(wù)中,JMA預(yù)報模式每日運行4次,包括2點、8點、14點,以及20點4個時間點。EC預(yù)報模式每日運行2次,包括早8點和晚20點。最終得到txt格式的臺風(fēng)路徑文件產(chǎn)品、氣旋中心點周圍風(fēng)圈等級產(chǎn)品,以及登陸點信息產(chǎn)品。
      [0035]臺風(fēng)路徑預(yù)報產(chǎn)品以數(shù)據(jù)的起報時間命名,包括起報時間,臺風(fēng)數(shù)目號,預(yù)報時間,瑋度,經(jīng)度,最大風(fēng)速,最大風(fēng)力等級,天氣系統(tǒng)等級。最大風(fēng)力等級從7級開始預(yù)報。
      [0036]風(fēng)圈的產(chǎn)品則經(jīng)過算法自動存放于以起報時間命名的文件夾內(nèi),并區(qū)別雙臺風(fēng),例如當(dāng)前臺風(fēng)預(yù)報路徑存在2條臺風(fēng),則將這兩條臺風(fēng)風(fēng)圈分別存放于文件夾I和文件夾
      2內(nèi),其中風(fēng)圈數(shù)據(jù)以時間遞進的方式排序命名,例如1.txt ;2.txt ;3.txt......。風(fēng)圈數(shù)據(jù)的排放順序為:瑋度、經(jīng)度、風(fēng)力等級。其中,6級以下風(fēng)速以等級6表示。
      [0037]登陸點信息產(chǎn)品包括起報時間、臺風(fēng)數(shù)目號、瑋度、經(jīng)度、登陸點起始預(yù)報時間、登陸點終止預(yù)報時間、最大風(fēng)速、最大風(fēng)力等級、天氣系統(tǒng)等級。
      [0038]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還會有各種變化和改進,這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
      【主權(quán)項】
      1.基于EC/JMA全球格點預(yù)報資料的臺風(fēng)自動化預(yù)報方法,其特征在于,包括:步驟一,臺風(fēng)路徑預(yù)報步驟,通過尋找預(yù)報時刻上的氣旋中心點,進行極坐標插值,獲得近中心的最大風(fēng)速,根據(jù)接收到的資料頻率,生成對應(yīng)的臺風(fēng)路徑; 步驟二,臺風(fēng)強度預(yù)報步驟,將生成的氣旋中心點自然坐標插值成極坐標,確定中心點周圍范圍內(nèi)的風(fēng)圈強度; 步驟三,臺風(fēng)登陸點判斷步驟,將生成的臺風(fēng)路徑與海岸線資料進行距離判斷,保留與海岸線的交點,剔除不滿足登陸條件的點,得到登陸點的登錄區(qū)域范圍,并確定登陸點的登陸時間范圍。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于EC/JMA全球格點預(yù)報資料的臺風(fēng)自動化預(yù)報方法,其特征在于,所述臺風(fēng)路徑預(yù)報步驟包括: 步驟la,確定預(yù)報資料發(fā)生區(qū)域,所用的EC格點資料間隔為2.5個經(jīng)瑋度,JMA格點資料間隔為1.25個經(jīng)瑋度; 步驟lb,找出每個預(yù)報時刻上的所有氣旋中心; 假設(shè)每一個格點中心為計算區(qū)域中心(氣旋中心),以中心點4角點的格點為“一圈”,由內(nèi)向外進行判斷2~3圈,與中心點相鄰的4個格點為第一圈,連續(xù)4點滿足理想氣旋環(huán)流條件,則該點為氣旋中心,保留該點為熱帶氣旋中心的判斷; 步驟lc,求氣旋近中心點最大風(fēng)速值; 根據(jù)所求的自然坐標下氣旋中心點經(jīng)瑋度、風(fēng)速值進行極坐標插值,求出氣旋中心點向外500km范圍內(nèi)極坐標風(fēng)速值,插值后極坐標上最大風(fēng)速即要求的氣旋近中心的最大風(fēng)速值; 步驟ld,判斷完整的臺風(fēng)路徑,一條完整的臺風(fēng)路徑預(yù)報,是通過連續(xù)幾個預(yù)報時段的氣旋中心點進行判斷的,如果相鄰兩個時段的氣旋中心點距離較近,符合同一條臺風(fēng)的距離范圍,默認這2個點為同一條路徑上的點; 相反2個點距離較遠,則默認其中一點為第二條臺風(fēng)路徑上的點,如果在此預(yù)報過程中,該點為一孤立時刻點,則排除該條路徑的可能。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于EC/JMA全球格點預(yù)報資料的臺風(fēng)自動化預(yù)報方法,其特征在于,步驟二,確定氣旋中心點風(fēng)圈等級,根據(jù)氣旋中心點進行極坐標插值,確定周圍500km范圍內(nèi)的風(fēng)圈大小。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于EC/JMA全球格點預(yù)報資料的臺風(fēng)自動化預(yù)報方法,其特征在于,臺風(fēng)登陸點判斷步驟,包括: 3a,海岸線資料選取,為了判斷臺風(fēng)的發(fā)展是否對內(nèi)陸有影響,需要針對臺風(fēng)路徑選取的海岸線資料,所用數(shù)據(jù)包括海岸線的經(jīng)瑋度信息文件,以及陸地與海洋的標志性格點文件,O為海洋,I為陸地; 3b,登陸點判斷,首先將每個氣旋中心點與海岸線點之間進行距離判斷,如果距離小于等于0.2個經(jīng)瑋度,則認為該氣旋中心點可能為登錄點;然后通過陸地與海洋的標志性文件,判斷該氣旋中心點周圍的標志狀態(tài)1/0,如果該氣旋中心點前面為0,后面為1,則可以判斷該氣旋中心點登陸; 將臺風(fēng)路徑上該氣旋中心點前后2個氣旋中心點連線建立直線方程,如果在2個氣旋中心點之間與海岸線有交點,則判斷該交點為登陸點,取最接近陸地點的一個交點為登陸點,求出登陸點周圍0.5個經(jīng)瑋度范圍內(nèi)的海岸線點作為登錄區(qū)域范圍;然后通過判斷該登錄點占2個氣旋中心點之間的距離比例,確定登錄點的時間范圍。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于EC/JMA全球格點預(yù)報資料的臺風(fēng)自動化預(yù)報方法,其特征在于,步驟Ib中還包括:對于較弱的氣旋,采用上述方法會判斷出多個中心點,記錄每一個氣旋中心點的滿足條件的起始風(fēng)圈,哪個中心點的起始風(fēng)圈最靠近中心,則保留該點為氣旋中心點,其余氣旋中心點去除; 同時若氣旋出現(xiàn)明顯的雙中心結(jié)構(gòu),判斷兩個氣旋中心點是否距離較遠,如果兩個氣旋中心點距離超過5個格點以上,則同時保留兩個中心點,判斷出現(xiàn)雙臺風(fēng)的情況。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于EC/JMA全球格點預(yù)報資料的臺風(fēng)自動化預(yù)報方法,其特征在于,所述EC/JMA全球格點預(yù)報資料形式為二維數(shù)據(jù),其中EC資料格點為145*37,JMA資料為113*73,均以micaps形式存放,EC資料時間分辨率為24h —次,JMA資料時間分辨率為前48小時每6小時一次和后36小時每12小時一次。
      7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于EC/JMA全球格點預(yù)報資料的臺風(fēng)自動化預(yù)報方法,其特征在于,所述步驟la,確定預(yù)報資料發(fā)生區(qū)域,對于西北太平洋熱帶氣旋多活動于低瑋度的對流層低層,因此資料范圍限制為O?50° N,100?180° E范圍內(nèi)。
      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于EC/JMA全球格點預(yù)報資料的臺風(fēng)自動化預(yù)報方法,其特征在于,根據(jù)預(yù)報資料發(fā)生區(qū)域,海岸線資料范圍為5?45° N,100?125° E。
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于EC/JMA全球格點預(yù)報資料的臺風(fēng)自動化預(yù)報方法,集合了臺風(fēng)路徑預(yù)報、登陸點預(yù)報、臺風(fēng)強度預(yù)報三大功能。在獲取臺風(fēng)EC/JMA預(yù)報資料的基礎(chǔ)上,根據(jù)氣旋風(fēng)場結(jié)構(gòu)特征找出氣旋中心,通過判斷所有氣旋的風(fēng)場結(jié)構(gòu)和環(huán)流強度,去除不滿足條件的氣旋中心。再根據(jù)極坐標插值法得到中心周圍風(fēng)圈強度特征。該方法同時考慮了臺風(fēng)多發(fā)時期出現(xiàn)多個氣旋中心的情況。在得到臺風(fēng)路徑預(yù)報信息的情況下,結(jié)合海岸線資料,求出預(yù)報路徑與海岸線的交點周圍0.5個經(jīng)緯度范圍內(nèi)的海岸線點作為臺風(fēng)路徑的登陸點。
      【IPC分類】G01W1-10
      【公開號】CN104570161
      【申請?zhí)枴緾N201510031420
      【發(fā)明人】李崇浩, 唐紅兵, 李樹山, 包博, 周安, 莫若慧, 滕小羽, 李肖雅, 葛琴
      【申請人】中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 深圳供電局有限公司, 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 南京信大高科技發(fā)展有限公司
      【公開日】2015年4月29日
      【申請日】2015年1月21日
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