[發明專利]一種新型數值天氣預報中敏感性試驗方法

在審

• 申請號: 202011111687.8
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112365027A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 姜勇強;王元;何宏讓;陳超輝;劉宇迪;明杰;王學忠;黃泓;徐昕
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學;南京大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F30/20
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 郭璐

本發明公開了一種新型數值天氣預報中敏感性試驗方法，先采集天氣預報數據，進行包含n個影響因子的控制試驗；并對于n個影響因子，分別進行敏感性試驗，基于控制試驗結果，最終計算得出每個影響因子的影響結果；再根據影響結果得到任意組合影響因子對預報量的影響。本發明公開的方法能夠在多因子敏感性數值試驗中，考慮到各個因子的相互作用，通過一種算法，獨立分析它們的影響，能夠更準確的反映敏感性試驗中各種具有相互作用的因子對試驗目標的影響效果。

技術領域

本發明涉及一種新型數值天氣預報中敏感性試驗方法。

背景技術

數值天氣預報是天氣預報中最重要的一種方法。隨著計算機水平的提高和天氣動力學理論的發展，數值天氣預報水平逐步提高。數值天氣預報的核心是數值天氣預報模式，它是根據大氣動力學方程，在一定的初值條件和邊界條件下，通過大型計算機作數值計算，預測未來一定時段的大氣運動狀態和天氣現象。

采用數值天氣預報模式研究大氣各種物理過程、地球下墊面等對大氣的影響，不可避免地要用到數值敏感性試驗，比如土壤濕度、植被覆蓋率、地形等對大氣的影響等。通過改變這些因子，如增加或減少地形高度、植被覆蓋率、土壤濕度等，模擬大氣對這些因子的響應，從而分析這些因子對大氣的影響。

敏感性數值試驗的目的就是要獨立分析某個因子的作用，真實反映出該因子對試驗目標的影響。具體做法如下：首先不改變數值天氣預報模式做一個試驗，稱為控制試驗；然后改變模式中某個影響因子的值，稱為敏感性試驗。對這兩個試驗的結果進行對比分析，得到試驗結果，分析該因子對目標的影響。對另外一個因子，也是采用類似的方法。以此類推，可以對多個影響因子進行敏感性試驗，分別得到這些因子對目標的影響。

然而，如果這些因子存在相互作用，這種試驗方法就無法獨立區分出單個因子的作用。在數值天氣預報敏感性數值試驗中，很多因子往往不是獨立的，它們之間相互作用，比如地形的變化就會影響到植被和土壤濕度，土壤濕度也會影響植被覆蓋率，這些相互作用的因子對降水等天氣現象的影響很難單獨用某個因子的變化來研究，而現有的敏感性數值試驗方法，基本沒有考慮這些因子的相互作用，因此敏感性試驗的結果中，某個因子的作用實際包含了另外一些因子的作用，帶來較大的誤差，使得數值試驗的結果不可靠。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明旨在提供一種新型數值天氣預報中敏感性試驗方法，可以在多因子中區分出單個因子的作用，提高敏感性試驗的效果。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種新型數值天氣預報的敏感性試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采集天氣預報數據，進行包含n個影響因子的控制試驗；

步驟2：對于n個影響因子，分別進行敏感性影響試驗，基于控制試驗結果，最終計算得出每個影響因子的影響結果；

步驟3：根據影響結果得到任意組合影響因子對預報量的影響。

進一步地，步驟2的具體操作步驟包括：

步驟S21：將所述n個影響因子記為y₁,y₂,y₃,…,y_n；

步驟S22：分別進行不包含其中1個影響因子的敏感性影響試驗，具體操作為：

S221：進行不包含影響因子y₁的影響試驗，得到相應的影響結果；

S222：依次進行不包含影響因子y₂，y₃……,y_n的影響試驗，得到對應影響因子相應的影響結果，直至所有影響因子均進行影響試驗；