[發明專利]一種臺風強度預報方法及系統

有效

• 申請號: 201510273847.1
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN104932035A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 湯婷婷;李晴嵐
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武;沈祖鋒

技術領域

本發明屬于臺風強度預報技術領域，尤其涉及一種臺風強度預報方法及系統。

背景技術

臺風強度突變是國際臺風研究的前沿，也是臺風業務預報的三大難題之一。在過去的三十多年來，由于多種探測手段的應用與動力模式的不斷發展，臺風路徑的預報穩步發展。相比之下，對臺風強度及其變化研究卻進展緩慢，這主要是由于對控制強度變化的物理過程了解不夠，也無法確定哪些環境因子對臺風強度大小產生影響。目前，我國尚無有效的臺風強度預報模型，只有建立起各個環境預測因子與臺風強度演變的動力統計關系模型，才能對臺風強度預報業務以及人民財產安全起到重大意義。

國外在臺風的預報研究中，臺風路徑預報比臺風強度和臺風風雨分布的預報遙遙領先，在臺風強度預報方面，目前業務預報中廣泛采用一些氣候持續性方法和統計動力模式，目前，國外也越來越多的使用統計方法去研究臺風強度演變，因此，臺風強度預報無論在國內還是國外都具有重要的研究意義。

1994年，美國颶風強度統計預報方案(SHIPS)提出一種利用數值模型預報12h、24h、36h和48h海盆臺風強度，該方案采用的是1989年-1992年的海盆臺風為數據樣本利用氣候持續性方法以及十大環境預測因子，從而來預估未來48h內海盆臺風強度的變化，12小時臺風強度預報誤差3.44m/s,24小時臺風強度預報誤差4.78m/s,24小時臺風強度預報誤差6.22m/s,48小時臺風強度預報誤差達到7.61m/s。上述臺風強度預報方法主要采用的是海盆內的臺風數據樣本分析，對于近海臺風以及陸面臺風強度變化無從參考，且環境預測因子選取不夠全面，臺風強度預測準確性不高。

發明內容

本發明提供了一種臺風強度預報方法及系統，旨在解決現有的臺風強度預報方法預測范圍單一、環境預測因子選取不夠全面以及臺風強度預測準確性不高的技術問題。

本發明是這樣實現的，一種臺風強度預報方法，包括：

步驟a：統計分析歷史臺風數據；

步驟b：選取與臺風強度變化相關的環境預測因子，并計算和提取環境預測因子相關的參數數據；

步驟c：建立多元線性回歸模型，將歷史臺風數據的環境預測因子相關的參數數據帶入多元線性回歸模型進行回歸模型訓練，根據訓練結果得出臺風強度預測方程，并根據臺風強度預測方程計算臺風強度。

本發明實施例采取的技術方案還包括：所述步驟a還包括：將歷史臺風數據按照臺風發生的起始時間以及臺風名稱和/或臺風種類進行分類，并按照時間順序進行排序。

本發明實施例采取的技術方案還包括：所述步驟a還包括：將已排好序的臺風數據記錄分類，將一部分臺風數據作為訓練樣本，并將另一部分臺風數據作為檢驗樣本；在所述步驟c中，所述將歷史臺風數據的環境預測因子相關的參數數據帶入多元線性回歸模型進行回歸模型訓練具體為：將訓練樣本的環境預測因子相關的參數數據帶入多元線性回歸模型進行回歸模型訓練。

本發明實施例采取的技術方案還包括：在所述步驟c中，所述臺風強度預測方程為：

y＝b₀+b₁x₁+b₂x₂+…+b_px_p

其中，臺風強度變化值為y，x1，x2…xp為p個環境預測因子，且p＝24，b0，b1…bp為已知常數系數。

本發明實施例采取的技術方案還包括：所述步驟c后還包括：將多元線性回歸模型訓練出的臺風數據與檢驗樣本的臺風數據進行比對，比較臺風強度預報誤差的大小，判斷多元線性回歸模型的優劣。

本發明實施例采取的技術方案還包括：所述環境預測因子包括：風暴潛勢POT、POT²、200-850hpa垂直風切變SHR、500-850hpa垂直風切變SHR、12小時臺風強度變化、儒略日、200hpa溫度、200hpaU風、850hpa垂直渦度、500hpa垂直渦度、垂直風切變與初始風暴緯度乘積SHR*sin、200hpa水平散度、初始臺風強度、臺風中心氣壓、緯度、經度、風暴移動速度SPD、海陸比、海水溫度、850-700hpa相對濕度、500-300hpa相對濕度、500-850hpa緯向風切變、200-850hpa緯向風切變及水汽通量。