[發明專利]一種基于平漂球探空數據構建溫度廓線的方法

有效

• 申請號: 202010184934.0
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111368452B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 常舒捷;徐峰;孔德明;潘裕山
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/26;G01W1/02;G01W1/08;G06F111/10;G06F119/08
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 張雪

1.一種基于平漂球探空數據構建溫度廓線的方法，其特征在于，包括如下步驟：

探空數據獲取：分別獲取平漂球上升段和/或下降段探空數據、平漂段探空數據；所述平漂球上升段和/或下降段探空數據包括垂直溫度場數據；所述平漂段探空數據包括水平溫度場數據、風場數據；

溫度場數據劃分：確定垂直分辨率、水平分辨率，分別根據垂直分辨率、水平分辨率將垂直溫度場數據、水平溫度場數據劃分為若干個子區間；

重構溫度函數：分別對劃分后的每一子區間重構溫度函數，并對重構的溫度函數進行求解，得到每一子區間的重構溫度函數，基于重構溫度函數計算每一子區間的溫度變化率；

溫度垂直梯度、溫度平流計算：將每一子區間的溫度變化率進行拼接，得到溫度垂直梯度、溫度水平梯度，基于溫度水平梯度、風場數據計算溫度平流，完成溫度廓線的構建；

所述溫度場數據劃分包括：

將所述垂直溫度場數據在垂直方向上劃分為若干個子區間；

將所述水平溫度場數據在東西方向、南北方向均劃分為若干個子區間；

所述重構溫度函數的具體方法包括如下步驟：

構建重構函數：分別對所述垂直溫度場數據、所述水平溫度場數據在東西方向、南北方向的每一子區間構建為三次自然樣條函數；

求解重構函數：采用一維一階數值微分算法分別對每一子區間重構函數的待定系數進行求解，得到所述垂直溫度場數據、所述水平溫度場數據在東西方向、南北方向每一子區間的重構函數；

求解每一子區間的溫度變化率：分別對所述垂直溫度場數據、所述水平溫度場數據在東西方向、南北方向每一子區間的重構函數進行一階求導，得到每一子區間的溫度變化率。

2.根據權利要求1所述的基于平漂球探空數據構建溫度廓線的方法，其特征在于，溫度垂直梯度的計算方法包括：

對垂直溫度場數據每一子區間的溫度變化率按照垂直溫度場數據劃分前順序進行拼接，得到溫度垂直梯度。

3.根據權利要求1所述的基于平漂球探空數據構建溫度廓線的方法，其特征在于，溫度平流的計算方法包括：

分別對水平溫度場數據在東西方向、南北方向每一子區間的溫度變化率按照水平溫度場數據劃分前順序進行拼接，得到溫度東西方向水平梯度Gx、溫度南北方向水平梯度Gy；

基于風場數據、溫度東西方向水平梯度Gx、溫度南北方向水平梯度Gy計算溫度平流Gx，y：

Gx，y＝-(uGx+vGy)

其中u表示東西方向風速，v表示南北方向風速。

4.一種平漂球探空系統用于實現權利要求1～3任一項所述的基于平漂球探空數據構建溫度廓線的方法，其特征在于，包括平漂球載體，所述平漂球載體包括外球(1)、內球(2)、降落傘(3)，所述內球(2)套接在所述外球(1)內部，所述內球(2)與所述降落傘(3)相連；

所述外球(1)、內球(2)分別作為上升、平漂的載體，所述降落傘(3)作為下降的載體；

所述平漂球載體上載有載荷，所述載荷包括控制模塊(4)、探空儀(5)；

所述控制模塊(4)包括分離器、探測高度控制裝置；

所述分離器用于所述內球(2)、所述降落傘(3)的分離；

所述探空儀(5)用于進行探空數據的采集。