[發明專利]基于邊界層模型的臺風降水解析方法

在審

• 申請號: 201710701726.1
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107657331A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 段忠東;周華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 孫偉

1.一種基于邊界層模型的臺風降水解析方法，其特征在于：

首先，通過Yan Meng,Smith模型計算豎向風速，將Yan Meng模型中描述二分量水平向風場的Navier-Stokes方程擴展到考慮豎向風速的三分量風場方程，即在方程項中引入豎向速度w，對Yan Meng模型進行改進，建立了移動臺風的邊界層模型；基于該模型，可以得到水平切向與徑向的風速v_θ、v_r，以及豎向速度w，豎向風速的計算如下：

w=-1r[∫0Z∂(rvr)∂rdz+∫0Z∂vθ∂θdz]---(1)]]>

對于靜止的臺風，臺風移動速度c＝0c＝0，

w=-1r[∫0Z∂(rvr)∂rdz]---(2)]]>

對式(2)取邊界層高度

wδ=-δ(vrbr+dvrbdr)---(3)]]>

當c≠0時，式(2)、(3)代表臺風豎向風速的對稱部分；

假設表面降水率i正比于參考高度H處向上的水汽通量，通過研究降水強度與不同海拔高度的相關性大小，確定參考高度取為2.5km～3.5km，假設在參考高度范圍內溫度T和飽和率Q固定不變，并分別等于沿豎向方向的均值和變化為20°～24°，變化為75％～85％，基于以上假設，可得對稱降水強度i_sym，

isym(r)=α(T‾)Q‾wH(r),wH(r)>00,wH(r)≤0---(4)]]>

這里是單位體積的飽和空氣完全冷凝后的液態水體積，w_H(r)＝w(r，z＝H)是公式(3)z＝H處的豎向風速，函數可以通過理想氣體的狀態方程Clausius-Clapeyron方程得到，液態水密度取ρ_w＝1000kgr/m³，

α(T‾)=1.324×10-3T‾+273e(17.67T‾T‾+243.5)---(5)]]>

上式中的單位為℃，此外在下沉區域w_H為負值，降水強度取零，見式(4)；其次，分別對臺風眼壁傾斜角和降水非對稱性進行修正。