[發明專利]登陸臺風近地層風特性及其與晴空風特性差異的分析方法

有效

• 申請號: 202011498381.2
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112633347B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 常蕊;朱蓉;陳默
• 申請（專利權）人: 國家氣候中心
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G01W1/00
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

1.一種登陸臺風近地層風特性及其與晴空風特性差異的分析方法，所述分析方法基于登陸臺風的影響空間的客觀分類而開展，其特征在于，所述分析方法至少包括如下步驟：

SS1. 登陸臺風移動路徑和多源垂直梯度探測數據預處理：確定登陸臺風移動路徑，并根據登陸臺風移動路徑初選其影響范圍內的多源垂直探測資料；

SS2. 采用臺風移動路徑象限客觀分析法進行數據分類：利用臺風移動路徑和探測點經緯度信息，逐小時動態計算臺風中心位置處不同影響象限內探測點的分布，將其影響范圍內的探測資料按照時間和空間特征劃分為右前、右后、左前和左后四個影響象限組；

SS3. 綜合利用閾值和百分位法挑選臺風影響樣本簇：在步驟SS2所劃分的四個影響象限組中，以固定探測點為基準，綜合參考特征高度層的風速閾值和百分位風速值挑選出該探測點受臺風影響的大風樣本簇；

SS4. 利用臨近距離法和云量閾值挑選晴空樣本簇：

根據垂直探測站點和總云量觀測氣象站的地理位置，利用臨近距離法，逐一挑選出垂直探測站點的代表云量氣象觀測站，利用代表云量氣象站觀測的總云量來表征垂直探測站點的總云量，并根據總云量閾值挑選出各垂直探測點不受臺風影響的晴空樣本簇；

SS5. 通過時空匹配法獲取配對的臺風影響及晴空樣本簇：

分別在步驟SS2所劃分的四個影響象限分組中，以步驟SS3挑選的大風樣本簇為基準，在步驟SS4完成的晴空樣本簇中挑選與大風樣本簇所在時刻所屬探測點一致的晴空樣本對，獲取一一配對的臺風影響及晴空樣本簇；

SS6. 不同影響象限內分別開展風廓線對比研究。

2.根據權利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟SS1中，所述數據預處理包括：根據登陸臺風最佳移動路徑初選其影響范圍內的多源垂直探測資料，并剔除觀測資料中的僵值和虛假值。

3.根據權利要求2所述的分析方法，其特征在于，所述步驟SS1中，所述多源垂直探測資料，為風廓線雷達探測資料、測風塔梯度觀測資料、無線電探空資料或地面氣象站定時總云量觀測資料。

4.根據權利要求2所述的分析方法，其特征在于，所述步驟SS1中，根據距離閾值法初選臺風影響范圍內的垂直探測點，并通過前后時次風速差和風速切變閾值來剔除多源垂直探測資料中的僵值和虛假值。

5.根據權利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟SS2中，通過探測點(x_s,y_s)至臺風當前位置(x₀,y₀)的距離R小于設置閾值來辨識該探測點是否在臺風影響范圍內；利用三角函數關系，分別計算正北方向與臺風移動方向和探測點位置方向的順時針夾角；利用上述角度差值，對探測資料進行象限歸類。

6.根據權利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟SS3中，在步驟SS2所劃分的四個影響象限組中，將來自同一探測點的樣本組按照目標高度層的風速升序排序，以風速閾值或百分位法挑選出大風樣本簇。

7.根據權利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟SS4中，利用臨近距離法，挑選距離探測點最近的地面氣象站作為該探測點對應的云量代表站；并將該氣象站總云量小于2成的觀測樣本標記為對應探測點的晴空樣本。

8.根據權利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟SS6中，分別在步驟SS2所劃分的四個影響象限分組中，利用步驟SS5得到的配對數據，開展不同影響象限內、不同下墊面粗糙度環境下的風廓線及其與晴空風廓線的差異分析。

9.根據權利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟SS5、SS6中，在步驟SS2所劃分的四個影響象限分組中，以探測點為基準，依次在大風樣本所屬時刻的附近時段內挑選相同時刻標記為晴空的樣本進行一一匹配，并開展風廓線對比分析。