[發明專利]一種臺風風場空間結構的判斷方法和裝置

在審

• 申請號: 201810239206.8
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108490505A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 宋麗莉;王丙蘭;陳雯超
• 申請（專利權）人: 中國氣象局公共氣象服務中心;北京玖天氣象科技有限公司
• 主分類號: G01W1/02
• 分類號: G01W1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種臺風風場空間結構的判斷方法，其特征在于，包括：

獲取設置在不同高度上的多個測風儀器，在臺風過程中測得的多組觀測數據，所述多組觀測數據包括多組梯度風數據和至少一組三維超聲測風數據；

根據獲得的多組梯度風數據，獲得在不同觀測高度上的風速數據和風向數據，并根據獲得的在不同觀測高度上的風速數據和風向數據計算得到所述臺風過程的風廓線指數；

根據獲得的至少一組三維超聲測風數據，計算得到獲取所述至少一組三維超聲測風數據的觀測高度上的湍流強度、湍流動能和風攻角；

根據獲得的多組梯度風數據，或，根據獲得的至少一組三維超聲測風數據，計算得到陣風系數；

根據獲得的風廓線指數、湍流強度、湍流動能、風攻角和陣風系數，判斷臺風是否滿足臺風眼區風況特征指標、臺風眼壁區風況特征指標、臺風外圍區風況特征指標；

根據判斷結果，確定所述臺風的臺風風場空間結構。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述臺風眼區風況特征指標包括：臺風過程的風速時程變化曲線呈雙峰型、10min平均風速小于等于12m/s；

所述臺風眼壁區風況特征指標包括：8級以上臺風風速的風向連續轉換的方位角度大于120°、臺風過程的風速時程曲線呈雙峰型或單峰型、峰頂附近的風況數據至少滿足以下特征之一：湍流動能顯著增大、風矢量正攻角增大、相同下墊面條件下湍流強度和風廓線冪指數增大；

所述臺風外圍區風況特征指標包括：觀測點處獲取的大于等于17.2m/s的風速樣本數據對應的風向連續轉換的方位角度小于90°；

其中，所述根據判斷結果，確定所述臺風的臺風風場空間結構包括：

將滿足所述臺風眼區風況特征指標的臺風區域確定為臺風眼區；

將滿足所述臺風眼壁區風況特征指標的臺風區域確定為臺風眼壁區；

將滿足所述臺風外圍區風況特征指標的臺風區域確定為臺風外圍區。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

根據獲得的風廓線指數、湍流強度、湍流動能、風攻角和陣風系數，判斷臺風是否滿足臺風邊界層測風數據分區代表性判別指標；所述臺風邊界層測風數據分區代表性判別指標包括第一指標、第二指標和第三指標；

所述第一指標為10min平均風速大于等于17.2m/s的樣本數據風向連續變化超過120°方位角；

所述第二指標為臺風過程的風速時程變化曲線呈雙峰型；

所述第三指標為風速時程變化曲線的雙峰之間的底部10min平均風速小于12m/s；

其中，確定同時滿足所述第一指標、所述第二指標和所述第三指標的觀測數據為完整臺風過程的風況數據；

確定只同時滿足所述第一指標和所述第二指標的觀測數據為只包含了臺風的部分臺風眼區、臺風眼壁區和臺風外圍區的風況數據；

確定只滿足所述第二指標的觀測數據為部分臺風眼壁區的風況數據或臺風外圍區的風況數據。

4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述根據獲得的在不同觀測高度上的風速數據和風向數據計算得到所述臺風過程的風廓線指數包括：

令y＝αx，其中Z表示觀測高度，Z與Z₁不同，u為Z高度處的風速，單位m/s(米/秒)，u₁為Z₁高度處的風速，單位m/s；

將測得的多組風速數據樣本代入所述中，得到新的樣本序列{(x₁，y₁)、(x₂，y₂)、(x₃，y₃)……(x_n，y_n)}；

利用公式計算得到風廓線指數α；

其中，i＝1、2、3……n，n為正整數。