[發(fā)明專利]一種區(qū)域大氣水文耦合預(yù)警決策系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911075354.1
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN112782788B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何杰穎;張升偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10
• 代理公司: 北京方安思達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;張紅生

本發(fā)明涉及氣象水文預(yù)報和氣象信息處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種區(qū)域大氣水文耦合預(yù)警決策系統(tǒng)，包括：區(qū)域資料獲取模塊，用于實時獲取區(qū)域資料；人工智能模塊，用于得到區(qū)域內(nèi)的可降水分析模型；降水預(yù)報分析模塊，用于獲得區(qū)域內(nèi)的降水量和降水路徑預(yù)報；校正模塊，用于獲得修正后的降水量和降水路徑預(yù)報，并將其存儲在數(shù)據(jù)庫中；水文資料獲取模塊，用于獲取地面徑流資料；水文預(yù)報模塊，用于提供該區(qū)域內(nèi)的水位預(yù)報、預(yù)警和預(yù)泄決策；響應(yīng)演示模塊，用于模擬未來數(shù)小時內(nèi)區(qū)域內(nèi)的降水徑流趨勢和降水在地面向低處匯流，實現(xiàn)徑流預(yù)警和預(yù)測；預(yù)警決策模塊，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)置的徑流監(jiān)測點閾值，確定預(yù)警決策方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣象水文預(yù)報和氣象信息處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種區(qū)域大氣水文耦合預(yù)警決策系統(tǒng)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

通過對天氣系統(tǒng)尺度特征的分析、暴雨的天氣氣候特征概述分析表明，以災(zāi)害性中小尺度天氣系統(tǒng)的監(jiān)測預(yù)警為目的，目前，常規(guī)探測資料無法滿足應(yīng)用需求。常規(guī)探空站間距一般也都在100公里，每天只有兩次常規(guī)觀測。另外，對于災(zāi)害性天氣的監(jiān)測預(yù)警來說大氣參數(shù)的垂直分布信息尤其重要。

短時強雷暴產(chǎn)生的強降水導(dǎo)致的山區(qū)中小流域及城市洪水災(zāi)害嚴重威脅人民生命財產(chǎn)安全，而大暴雨能否導(dǎo)致區(qū)域性洪水，則取決于洪水的洪峰、洪量等因素。因此，需要對預(yù)測的暴雨等進行及時的水文模擬，以確定該地區(qū)的洪水情勢。

現(xiàn)有的預(yù)警決策方法存在如下技術(shù)問題：

(1)無法提供高精度的降雨預(yù)測QPF(quantitative precipitation forecast)；

(2)無法建立完善的大氣強降水預(yù)報模、水文模型、降雨徑流模型或徑流演算模型完成陸氣耦合，無法提供足夠預(yù)見期的徑流預(yù)測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為解決現(xiàn)有的預(yù)警決策方法存在的上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提出了一種區(qū)域大氣水文耦合預(yù)警決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)將結(jié)合氣象和水文歷史收集數(shù)據(jù)，集成模塊化、參數(shù)率定及驗證，具備特定區(qū)域內(nèi)的WRF-Hydro耦合積澇預(yù)報以及河湖庫塘水位預(yù)報、預(yù)警和預(yù)泄決策支持功能，最終完善某一特定區(qū)域空天地耦合洪澇災(zāi)害聯(lián)合預(yù)警系統(tǒng)，可以有效的降低農(nóng)田、水利、交通等各種災(zāi)害，實現(xiàn)可靠的科學(xué)防災(zāi)決策支持,做出及時、準(zhǔn)確的氣象水文預(yù)報。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種區(qū)域大氣水文耦合預(yù)警決策系統(tǒng)，利用空天地(衛(wèi)星、常規(guī)觀測、地面GIS和水文信息)數(shù)據(jù)，結(jié)合天氣預(yù)報研究模式和水文模型進行雙向耦合的陸氣耦合模型，融合多源數(shù)據(jù)，結(jié)合全球及區(qū)域預(yù)報場和再分析場數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對某一特定區(qū)域的氣象水文預(yù)報。

該系統(tǒng)包括：區(qū)域資料獲取模塊、人工智能模塊、降水預(yù)報分析模塊、校正模塊、水文資料獲取模塊、水文預(yù)報模塊、響應(yīng)演示模塊和預(yù)警決策模塊；

所述區(qū)域資料獲取模塊，用于實時獲取某一特定區(qū)域的區(qū)域資料；

所述人工智能模塊，用于利用風(fēng)云氣象衛(wèi)星數(shù)年觀測數(shù)據(jù)和區(qū)域可降水歷史記錄數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，并采用統(tǒng)計分析和預(yù)報模式相結(jié)合的方式，得到該區(qū)域內(nèi)的可降水分析模型；

所述降水預(yù)報分析模塊，用于通過實時獲取的區(qū)域資料和區(qū)域內(nèi)的可降水分析模型，實時進行降水路徑和強度預(yù)報分析，獲得該區(qū)域內(nèi)的降水量和降水路徑預(yù)報；

所述校正模塊，用于利用區(qū)域內(nèi)的降水量和降水路徑預(yù)報對預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)庫中的區(qū)域內(nèi)常規(guī)降水量和降水路徑結(jié)果進行修正，獲得修正后的降水量和降水路徑預(yù)報，并將其存儲在數(shù)據(jù)庫中；

所述水文資料獲取模塊，用于獲取地面徑流資料；

所述水文預(yù)報模塊，用于利用衛(wèi)星氣象產(chǎn)品和水文資料信息，基于大氣水文耦合模式，模擬復(fù)雜地形條件下的水文過程，提供該區(qū)域內(nèi)的水位預(yù)報、預(yù)警和預(yù)泄決策；