[發(fā)明專利]一種基于海面風(fēng)速預(yù)報(bào)的浪高預(yù)報(bào)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310436735.8
• 申請(qǐng)日: 2023-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN116523125B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚日升;涂小萍;周凱;徐蓉;肖王星;繆群;龐琦燁;朱佳敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波市氣象臺(tái);浙江省氣象臺(tái)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06F17/11
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 周玨

本發(fā)明公開了一種基于海面風(fēng)速預(yù)報(bào)的浪高預(yù)報(bào)方法，其按距離最近的原則為預(yù)報(bào)海區(qū)的當(dāng)前浪高預(yù)報(bào)點(diǎn)匹配一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，考慮在短時(shí)間內(nèi)風(fēng)是海浪生消的主要因素，設(shè)定致浪風(fēng)速的計(jì)算方法，根據(jù)觀測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速和浪高的歷史觀測(cè)資料進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析或經(jīng)驗(yàn)，確定不同風(fēng)速等級(jí)下致浪風(fēng)速計(jì)算時(shí)往前的時(shí)間跨度，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)得出浪高與致浪風(fēng)速的回歸方程；基于氣象數(shù)值模式的海面風(fēng)速預(yù)報(bào)，計(jì)算預(yù)報(bào)海區(qū)的當(dāng)前浪高預(yù)報(bào)點(diǎn)的預(yù)報(bào)時(shí)刻的致浪風(fēng)速，從而能夠自動(dòng)、客觀、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)出浪高，能夠?yàn)楹Ｑ蠛竭\(yùn)和海上作業(yè)提供風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)和預(yù)警，起到風(fēng)險(xiǎn)決策、趨利避害的作用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海浪預(yù)報(bào)技術(shù)，尤其是涉及一種基于海面風(fēng)速預(yù)報(bào)的浪高預(yù)報(bào)方法。

背景技術(shù)

大風(fēng)和大浪都能單獨(dú)形成自然災(zāi)害，很多時(shí)候這兩種自然災(zāi)害同時(shí)出現(xiàn)，更加劇了災(zāi)害的程度。海洋氣象預(yù)報(bào)服務(wù)不僅需要關(guān)注災(zāi)害性大風(fēng)，還需要關(guān)注與之相關(guān)的災(zāi)害性大浪。災(zāi)害性大浪主要是由臺(tái)風(fēng)、溫帶氣旋、寒潮等較強(qiáng)的天氣系統(tǒng)造成的大浪過程，臺(tái)風(fēng)掀起的驚濤駭浪易導(dǎo)致航道、港口、船只和海堤等出現(xiàn)重大損失，造成較大的海浪災(zāi)害。

通常所說的海浪，是指海洋中由風(fēng)產(chǎn)生的波浪，包括風(fēng)浪、涌浪和近岸浪。無風(fēng)的海面也會(huì)出現(xiàn)涌浪和近岸浪，這就是人們所說“無風(fēng)三尺浪”，但實(shí)際上它們是由別處的風(fēng)引起的海浪傳播來的。風(fēng)浪由風(fēng)導(dǎo)致，而涌浪事實(shí)上是風(fēng)浪遺留下來的浪，浪總體來說都由風(fēng)所引起，因此有“無風(fēng)不起浪”的俗語。涌浪相對(duì)風(fēng)浪變化較緩慢，在一定的時(shí)間內(nèi)具有更高的連續(xù)性，而風(fēng)浪受風(fēng)的影響較大，如果風(fēng)速或風(fēng)向突變，則風(fēng)浪也隨之發(fā)生很大的變化。風(fēng)浪的成長(zhǎng)與下列三個(gè)主要因素有關(guān)：①風(fēng)速；②風(fēng)作用于海域水面的持續(xù)時(shí)間，簡(jiǎn)稱風(fēng)時(shí)；③風(fēng)作用于海域水面的主要范圍，風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，簡(jiǎn)稱風(fēng)距。風(fēng)浪的成長(zhǎng)還與傳播過程中海域的地形、水深條件和海流影響等有關(guān)，但是，最關(guān)鍵的是前三者，故將風(fēng)速、風(fēng)時(shí)和風(fēng)距稱為風(fēng)場(chǎng)三要素。某海區(qū)某時(shí)刻的風(fēng)浪與前期一段時(shí)間內(nèi)的風(fēng)密切相關(guān)，而越接近該時(shí)刻的風(fēng)，對(duì)風(fēng)浪的作用越大，隨著風(fēng)速的增大，浪也越大，一般來說，7級(jí)風(fēng)對(duì)應(yīng)巨浪，這時(shí)海浪中風(fēng)浪成分較大，浪高更多與同時(shí)刻的風(fēng)速相關(guān)。

雖然目前已有海洋數(shù)值模式能夠預(yù)報(bào)海浪的變化，但由于海洋數(shù)值模式存在浪流耦合和很難精確刻畫海岸線的問題，因此可能會(huì)造成如邊界流和海岸等局部強(qiáng)流區(qū)，輸出結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較大錯(cuò)誤。氣象數(shù)值模式對(duì)大氣的預(yù)報(bào)能力準(zhǔn)確率更高，可以通過風(fēng)對(duì)浪形成所起的作用，利用風(fēng)速預(yù)報(bào)來進(jìn)行浪高預(yù)報(bào)，目前都是采用半經(jīng)驗(yàn)半理論預(yù)報(bào)法和經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)法，基于待預(yù)報(bào)時(shí)刻的風(fēng)速預(yù)報(bào)來實(shí)現(xiàn)的，但是輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性有待提高。事實(shí)上浪高與前面一段時(shí)間內(nèi)的風(fēng)速都有關(guān)系，因此可以考慮用前段時(shí)間的平均風(fēng)速來進(jìn)行浪高預(yù)報(bào)，有望提高預(yù)報(bào)效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于海面風(fēng)速預(yù)報(bào)的浪高預(yù)報(bào)方法，其能夠自動(dòng)、客觀、準(zhǔn)確地計(jì)算出浪高，進(jìn)而能夠?yàn)楹Ｑ蠛竭\(yùn)和海上作業(yè)提供風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)和預(yù)警。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于海面風(fēng)速預(yù)報(bào)的浪高預(yù)報(bào)方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：將海面風(fēng)速劃分為三個(gè)風(fēng)速等級(jí)，將小于10.8米/秒的風(fēng)速劃分為一級(jí)風(fēng)速，將大于或等于10.8米/秒且小于13.9米/秒的風(fēng)速劃分為二級(jí)風(fēng)速，將大于或等于13.9米/秒的風(fēng)速劃分為三級(jí)風(fēng)速；

步驟2：對(duì)于任一個(gè)海區(qū)的一個(gè)浪高待預(yù)報(bào)點(diǎn)，將該浪高待預(yù)報(bào)點(diǎn)定義為當(dāng)前浪高預(yù)報(bào)點(diǎn)；然后按距離最近的原則，為當(dāng)前浪高預(yù)報(bào)點(diǎn)匹配一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，該觀測(cè)點(diǎn)具有至少一年以上時(shí)間內(nèi)整點(diǎn)時(shí)刻的風(fēng)速觀測(cè)值和浪高觀測(cè)值；

步驟3：將觀測(cè)點(diǎn)當(dāng)前待處理的整點(diǎn)時(shí)刻定義為當(dāng)前時(shí)刻；