一种冻雨识别方法技术

本发明专利技术公开了一种冻雨识别方法包括：通过分析雨滴下落过程中的热量收支情况推导出雨滴温度变化方程；在WRF模式下基于雨滴温度变化方程对冻雨识别依据进行改进，并对一系列降水事件开展数值模拟；采用TS评分评估雨滴温度、气温和湿球温度区分雨和冻雨的准确性；本发明专利技术提供一种冻雨识别方法，相比传统的基于气温或湿球温度的识别模型，基于雨滴温度的识别模型更符合客观物理规律，并且对降水相态的识别更接近真实情况，对冻雨的漏报明显减少；并且本发明专利技术可针对贵州、云南、广西各地不同覆冰特征区域，考虑各地气象条件的空间差异性，分别开展基于雨滴温度的冻雨识别模型参数优化，冻雨识别模型的普适性更强。冻雨识别模型的普适性更强。冻雨识别模型的普适性更强。

【技术实现步骤摘要】
一种冻雨识别方法


[0001]本专利技术涉及冻雨识别
，具体为一种冻雨识别方法。

技术介绍

[0002]目前绝大部分判断降水相态的参数化方案均使用干球温度(大气实际温度)或湿球温度(仅通过蒸发水分达到平衡时的最低温度)来代替雨滴温度，假定了雨滴实际温度与周围气温或湿球温度相等，即均认为雨滴表面的蒸发吸热与空气对流传热能达到瞬时的热平衡。
[0003]但上述假设为理想化状态，在雨滴下落时，雨滴周围气象要素变化的时间往往较雨滴的自身变化要快，因此雨滴在下落过程中并不能保持平衡状态，雨滴本身的温度才是决定降水相态演变过程的重要因素；现有基于干球温度和湿球温度的识别模型对冻雨存在较明显的判断误差，很难普适化应用。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]本专利技术实施例的第一方面，提供一种冻雨识别方法，包括：通过分析雨滴下落过程中的热量收支情况推导出雨滴温度变化方程；在WRF模式下基于所述雨滴温度变化方程对冻雨识别依据进行改进，并对一系列降水事件开展数值模拟；采用TS评分评估雨滴温度、气温和湿球温度区分雨和冻雨的准确性。
[0007]作为本专利技术所述的冻雨识别方法的一种优选方案，其中：所述雨滴下落过程中的热量收支情况的分析包括，
[0008]雨滴在下落过程中总热量的变化主要由雨滴与大气的对流传热、辐射传热和雨滴自身的蒸发吸热决定；
[0009]所述雨滴下落过程中的热量收支情况的热平衡方程的计算包括，
[0010][0011]其中，Q
T
表示雨滴在下落过程中的总热量，Q
e
表示雨滴自身的蒸发吸热，Q
h
表示雨滴与大气的对流传热，Q
r
表示辐射传热。
[0012]作为本专利技术所述的冻雨识别方法的一种优选方案，其中：所述热平衡方程展开计算包括，
[0013][0014][0015][0016]其中，L
e
表示水的蒸发潜热，D表示雨滴粒子直径，F
v
表示水汽通风系数，D
v
表示水汽扩散系数，表示理想气体常数，e
sat
表示饱和水气压，T
r
表示雨滴温度，RH表示相对湿度，T
a
表示气温，F
h
表示热量通风系数，k
a
表示空气热导率，C
w
表示水的比热容，ρ
w
表示水的密度。
[0017]作为本专利技术所述的冻雨识别方法的一种优选方案，其中：所述雨滴温度变化方程的推导包括，
[0018]通过分析雨滴下落过程中的热量收支情况推导出雨滴温度变化方程；
[0019]所述雨滴温度变化方程的计算包括，
[0020][0021]其中，ε表示水汽摩尔分子比，σ表示玻尔兹曼常数。
[0022]作为本专利技术所述的冻雨识别方法的一种优选方案，其中：所述基于所述雨滴温度变化方程对冻雨识别依据进行改进包括，
[0023]将一系列临界雨或冻雨事件的探空廓线资料代入所述雨滴温度变化方程；
[0024]对所述临界雨或冻雨事件中的雨滴温度进行数值计算，结果表明当雨滴温度≤0℃时，该降水事件被判定为冻雨。
[0025]作为本专利技术所述的冻雨识别方法的一种优选方案，其中：所述数值模拟包括，
[0026]对一系列降水事件开展数值模拟，得到WRF模式下对各降水事件过程中湿球温度、气温、雨滴温度的模拟结果；
[0027]将湿球温度≥0℃、气温≥0℃、雨滴温度≥0℃作为雨的判定条件，反之则为冻雨的判定条件。
[0028]作为本专利技术所述的冻雨识别方法的一种优选方案，其中：所述采用TS评分进行评估的计算包括，
[0029][0030]其中，NA表示冻雨预报正确的次数，NB表示空报次数，NC表示漏报次数。
[0031]本专利技术实施例的第二方面，提供一种冻雨识别系统，包括：
[0032]分析模块，通过分析雨滴下落过程中的热量收支情况推导出雨滴温度变化方程；
[0033]改进模块，用于在WRF模式下基于所述雨滴温度变化方程对冻雨识别依据进行改进，并对一系列降水事件开展数值模拟；
[0034]评估模块，用于采用TS评分评估雨滴温度、气温和湿球温度区分雨和冻雨的准确性。
[0035]本专利技术实施例的第三方面，提供一种设备，所述设备包括，
[0036]处理器；
[0037]用于存储处理器可执行指令的存储器；
[0038]所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行本专利技术任一实施例所述的方法。
[0039]本专利技术实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，包括：
[0040]所述计算机程序指令被处理器执行时实现如本专利技术任一实施例所述的方法。
[0041]本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种冻雨识别方法，相比传统的基于气温或湿球温度的识别模型，基于雨滴温度的识别模型更符合客观物理规律，并且对降水相态的识别更接近真实情况，对冻雨的漏报明显减少；并且本专利技术可针对贵州、云南、广西各地不同覆冰特征区域，考虑各地气象条件的空间差异性，分别开展基于雨滴温度的冻雨识别模型参数优化，冻雨识别模型的普适性更强。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0043]图1为本专利技术提供的一种冻雨识别方法的整体流程图。
具体实施方式
[0044]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术的保护的范围。
[0045]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0046]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冻雨识别方法，其特征在于，包括：通过分析雨滴下落过程中的热量收支情况推导出雨滴温度变化方程；在WRF模式下基于所述雨滴温度变化方程对冻雨识别依据进行改进，并对一系列降水事件开展数值模拟；采用TS评分评估雨滴温度、气温和湿球温度区分雨和冻雨的准确性。2.如权利要求1所述的冻雨识别方法，其特征在于：所述雨滴下落过程中的热量收支情况的分析包括，雨滴在下落过程中总热量的变化主要由雨滴与大气的对流传热、辐射传热和雨滴自身的蒸发吸热决定；所述雨滴下落过程中的热量收支情况的热平衡方程的计算包括，其中，Q
T
表示雨滴在下落过程中的总热量，Q
e
表示雨滴自身的蒸发吸热，Q
h
表示雨滴与大气的对流传热，Q
r
表示辐射传热。3.如权利要求2所述的冻雨识别方法，其特征在于：所述热平衡方程展开计算包括，3.如权利要求2所述的冻雨识别方法，其特征在于：所述热平衡方程展开计算包括，3.如权利要求2所述的冻雨识别方法，其特征在于：所述热平衡方程展开计算包括，其中，L
e
表示水的蒸发潜热，D表示雨滴粒子直径，F
v
表示水汽通风系数，D
v
表示水汽扩散系数，表示理想气体常数，e
sat
表示饱和水气压，T
r
表示雨滴温度，RH表示相对湿度，T
a
表示气温，F
h
表示热量通风系数，k
a
表示空气热导率，C
w
表示水的比热容，ρ
w
表示水的密度。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旗，李昊，张海鹏，曾华荣，黄增浩，文屹，宋永超，黄欢，殷蔚翎，朱永兴，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：