基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法技术

本申请公开一种基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法，预测方法用于提前10‑30天对华南地区台风和暴雨进行预测，预测方法包括：在低频流场图上确定与华南地区台风和暴雨相关的关键区域；分析关键区域中与华南地区台风和暴雨相关的低频系统特征；基于低频系统特征，建立预测模型。本申请能够提前30天预测华南地区的台风和暴雨。

【技术实现步骤摘要】
基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法
本申请涉及台风暴雨预测
，特别是涉及一种基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法。
技术介绍
1980-1990年代，国内气象学者对大气低频振荡的传播、实体、机制、特征及其与ENSO和季风的联系等方面做了大量研究，认为大气中普遍存在10-90天的大气低频振荡现象。低频振荡是大气环流的一个重要组成部分，它不仅存在于热带，而且也存在于中高纬地区，具有全球性。近年来，数值预报技术取得了长足的进步，是业务天气预报精度和时效提高的重要技术支撑。有限区域的中尺度数值天气预报模式的发展明显地提高了短期天气预报的精度，并将有效预报时效延长至10天。全球大气环流模式的发展则使可用的业务天气预报时效进一步延长，目前欧洲中期天气预报中心及日本、美国和中国等气象业务中心均能提供全球大气环流模式的10-15天的逐日天气预报产品。然而，众所周知，可靠的天气预报时效的理论极限是2周，目前10天以上的数值天气预报产品仍存在不确定性。另一方面，气候预测技术(如气候模式)也日渐发展，从汛期的短期气候预测到全球气候变暖的影响评估(如IPCC)都越来越离不开气候系统模式的应用。然而，目前气候模式产品的最小时间分辨率通常是月(预报量一般为月平均气温、月降水量等)。显然，对于30天的天气过程预报，目前仍缺少客观预报方法和工具为业务预报提供支撑，已成为“天气”和“气候”预报衔接的“时间缝隙”，是目前尚未解决而又急需解决的问题。低频天气图预报方法可能是初步解决“天气”和“气候”预报衔接的“时间缝隙”问题的途径之一。由于低频天气系统具有30-50天的周期性、生成源地的地理依赖性和传播路径的相似性以及空间连续性、时间持续性。因而，基于低频天气图预测低频天气系统的演变远比利用常规天气图预报天气系统变化要容易得多。时效也长得多。通过追踪低频天气系统的演变，达到间接地追踪天气系统的生、消和演变的目的，而天气系统的生、消和演变是各种天气过程发生的直接原因，这正是低频天气图在业务预报应用中最突出的优点用大气低频振荡的特性来做延伸期预报的设想，早在1990年代，孙国武、何金海等就提出用大气低频振荡来预报30天天气过程的方法—低频天气图(青藏高原大气低频变化的研究，1991年，北京气象出版社)，但由于当时资料等条件的限制而未能实施。直到2007年，“低频天气系统预报技术及业务化应用”列为中国气象局新技术开发项目，经过2008年到2017年夏半年上海市气候中心的业务应用，预报结果表明。强降水过程可以在30天前预报出来(低频天气图延伸期过程预报方法，2014年，中国环境出版社)。中国气象局预测减灾司2014年在全国各省(市、区)气候中心推广低频天气图预报方法。但目前尚无基于低频天气图的台风和暴雨预测方法。
技术实现思路
本申请提出一种基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法，以解决现有技术中无法基于低频天气图对台风和暴雨预测的问题。为解决上述技术问题，本申请提出一种基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法，预测方法用于提前10-30天对华南地区台风和暴雨进行预测，预测方法包括：在低频流场图上确定与华南地区台风和暴雨相关的关键区域；分析关键区域中与华南地区台风和暴雨相关的低频系统特征；基于低频系统特征，建立预测模型。其中，在低频流场图上确定与华南地区台风和暴雨相关的关键区域的步骤具体包括：获取预设历史间隔周期的低频流场图；在不破坏低频流场图中低频气旋C和低频反气旋A完整性的前提下，统计分析得出关键区域。其中，关键区域包括9个，1区为西太平洋地区(10°N-25°N，120°E-150°E)，2区为中南半岛到华南南部、南海中北部地区(10°N-25°N，100°E-120°E)，3区为印度-孟加拉湾地区(10°N-25°N，70°E-100°E)，4区为东海到日本以南地区(25°N-35°N，120°E-150°E)，5区为长江中下游到西南地区(25°N-35°N，100°E-120°E)，6区为印度北部到青藏高原地区(25°N-35°N，70°E-120°E)，7区为我国东北及其以东洋面(35°N-60°N，120°E-150°E)，8区为华北到蒙古及其以北地区(35°N-60°N，100°E-120°E)，9区为新疆及其以北地区(35°N-60°N，70°E-120°E)。其中，预设历史间隔周期大于4年。其中，分析关键区域中与华南地区台风和暴雨相关的低频系统特征的步骤具体包括：获取预测日及其之前150天的低频流场图；分析低频流场图各区内的低频反气旋A和低频气旋C的活动规律和演变特征；统计各区的低频反气旋A和低频气旋C的活动周期；分析重点关键区的低频反气旋A和低频气旋C与台风和暴雨的关系，重点关键区包括1、2、4、7、9区；分析低频气流分布。其中，获取预测日及其之前150天的低频流场图的步骤包括：通过滚动计算法得到当日的低频流场图，滚动计算法包括用包含当日往前推共计150天的格点资料进行滤波计算，取各格点最后一天的滤波值形成当日的低频流场图。其中，活动规律和演变特征包括低频反气旋A和低频气旋C的生成和消失时间、移动的路径、合并和分裂特征。其中，活动周期为通过历年和当年同期低频反气旋A和低频气旋C周期统计分析得到的预测优势周期。其中，预测模型包括：在1区、2区和3区存在低频气旋C，在4区存在低频反气旋A，在7区和9区同时存在低频反气旋A和低频气旋C，在4区南部和1区北部出现低频偏东气流，3区出现低频偏南气流，7区出现低频偏东北气流，9区出现低频偏西北气流。本申请的基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法先在低频流场图确定关键区域，再分析关键区域中的低频系统特征，基于低频系统特征建立预测模型，从而能够提前30天预测华南地区的台风和暴雨。附图说明图1是本申请基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法一实施例的流程示意图；图2是图1所示实施例的预测模型图；图3a-3h是华南地区台风暴雨低频系统C移动路径图。具体实施方式请参阅图1和图2，图1是本申请基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法一实施例的流程示意图，图2是图1所示实施例的预测模型图。本实施例的基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法包括以下步骤：S11：在低频流场图上确定与华南地区台风和暴雨相关的关键区域。其中，在低频流场图上确定与华南地区台风和暴雨相关的关键区域的步骤具体包括：获取预设历史间隔周期的低频流场图；在不破坏低频流场图中低频气旋C和低频反气旋A完整性的前提下，统计分析得出关键区域。优选地，预设历史间隔周期大于4年。比如要预测2018年的台风和暴雨，预设历史间隔周期可为2013年-2017年，也可为2010年至2017年。具体实例中，根据天气学原理，产生强降水一要有N，S冷暖气流汇合；二要有SE和SW暖湿气流辐合。按此原理，使用统计方法，统计2013年-2017年5-10月共918天低频流场图的活动集中区，在不破坏低频反气旋A，低频气旋C(下文为了方便描述，采用简写A和C)完整性的前提下，多次试验确定9个关键区，每个区A，C的活动都与本地区天气有联系。具体而言，关键区域包括9个，1区为西太平洋地区(10°N-25°N，120本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法，所述预测方法用于提前10‑30天对所述华南地区台风和暴雨进行预测，其特征在于，所述预测方法包括：在低频流场图上确定与所述华南地区台风和暴雨相关的关键区域；分析所述关键区域中与所述华南地区台风和暴雨相关的低频系统特征；基于所述低频系统特征，建立预测模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于低频流场图的华南地区台风和暴雨的预测方法，所述预测方法用于提前10-30天对所述华南地区台风和暴雨进行预测，其特征在于，所述预测方法包括：在低频流场图上确定与所述华南地区台风和暴雨相关的关键区域；分析所述关键区域中与所述华南地区台风和暴雨相关的低频系统特征；基于所述低频系统特征，建立预测模型。2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述在低频流场图上确定与所述华南地区台风和暴雨相关的关键区域的步骤具体包括：获取预设历史间隔周期的低频流场图；在不破坏低频流场图中低频气旋C和低频反气旋A完整性的前提下，统计分析得出所述关键区域。3.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于，所述关键区域包括9个，1区为西太平洋地区(10°N-25°N，120°E-150°E)，2区为中南半岛到华南南部、南海中北部地区(10°N-25°N，100°E-120°E)，3区为印度-孟加拉湾地区(10°N-25°N，70°E-100°E)，4区为东海到日本以南地区(25°N-35°N，120°E-150°E)，5区为长江中下游到西南地区(25°N-35°N，100°E-120°E)，6区为印度北部到青藏高原地区(25°N-35°N，70°E-120°E)，7区为我国东北及其以东洋面(35°N-60°N，120°E-150°E)，8区为华北到蒙古及其以北地区(35°N-60°N，100°E-120°E)，9区为新疆及其以北地区(35°N-60°N，70°E-120°E)。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国武，何金海，
申请(专利权)人：深圳市六韬天气科技有限公司，孙国武，何金海，
类型：发明
国别省市：广东,44