[發(fā)明專利]基于數(shù)值統(tǒng)計的客觀天氣分型方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910300093.2
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110286424A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周德榮;丁愛軍;張揚
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10;G06K9/62
• 代理公司: 江蘇銀創(chuàng)律師事務(wù)所 32242
• 代理人: 何紅梅

1.基于數(shù)值統(tǒng)計的客觀天氣分型方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)下載長時間的全球氣象再分析資料，選取每日特定時次的850hPa高度層特定的氣象要素作為判斷因子，根據(jù)分型區(qū)域選擇合適的空間范圍；

(2)在利用計算機對天氣進行分型前，需要將氣象格點數(shù)據(jù)進行標準化計算，標準化的過程可以有效地消除不同季節(jié)水平氣壓梯度的差異；

(3)大載荷飛艇、無人機和機載大氣理化參數(shù)集成監(jiān)測，優(yōu)化試驗平臺利用標準化的氣象因子計算每個時次選定區(qū)域的氣象要素場的標準偏差指數(shù)，根據(jù)設(shè)定的閾值用于判斷兩種天氣類型是否為同一種類型；

(4)利用計算的標準偏差指數(shù)和相應(yīng)的閾值，計算選取典型天氣類型的代表天；

(5)對典型天氣類型的代表天和某一天計算標準偏差指數(shù)，將所有天氣類型歸算為其中某一種典型天氣類型；

(6)利用新一代中尺度天氣預(yù)報模式WRF模擬未來一周所需區(qū)域的氣象場，提取WRF輸出氣象場850hPa高度的關(guān)鍵要素，并轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，重復(fù)上述客觀天氣分型步驟，將未來一周的天氣類型分類。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)值統(tǒng)計的客觀天氣分型方法，其特征在于：在步驟(2)中，采用標準化計算公式為其中Z_i為第i個格點標準化值，X_i為第i個格點原始值，為研究區(qū)域平均值，S為研究區(qū)域標準差。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)值統(tǒng)計的客觀天氣分型方法，其特征在于：在步驟(3)中，標準偏差指數(shù)為其中Z_ai和Z_bi分別代表第a天和第b天第i個點的標準化之后的數(shù)據(jù)，N代表研究區(qū)域空間范圍內(nèi)的總的點數(shù)，每一天都會與其他天計算總共(N-1)個標準偏差指數(shù)；為了使分型結(jié)果更為嚴謹可靠，研究區(qū)域每一列，每一行，以及整個研究區(qū)域都要計算標準偏差指數(shù)，分別為S_R，S_C，S_T；若S_R，S_C，S_T均小于預(yù)先設(shè)定的閾值，則認定第a天和第b天為同一種天氣類型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)值統(tǒng)計的客觀天氣分型方法，其特征在于：在步驟(4)中，根據(jù)第二步計算的標準偏差指數(shù)以及給定的閾值，計算相似指數(shù)，這個指數(shù)代表與第a天為同一種天氣類型的總天數(shù)；最大的天定義為第一種典型天氣類型的代表天，與此同時這一天和所有與之類似的天將被剔除，剔除之后，對剩下的天重復(fù)以上工作，選取其他的典型天氣類型的代表天。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于數(shù)值統(tǒng)計的客觀天氣分型方法，其特征在于：在步驟(5)中，公式為并根據(jù)指數(shù)將剩余其它天氣歸入若干種典型天氣類型，其中Z_ki代表標準化之后的第k個代表天第i個格點值，Z_bi代表標準化之后的第b天第i個格點值；最終根據(jù)標準偏差指數(shù)，將所有天數(shù)的天氣環(huán)流形勢歸為其中一種天氣類型。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)值統(tǒng)計的客觀天氣分型方法，其特征在于：在步驟(6)中，根據(jù)歷史天氣類型總結(jié)的不同天氣類型條件下氣象條件、空氣污染的變化，對未來氣象和污染要素做出研判。