【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气象研究，具体是涉及一种数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法。
技术介绍
1、切断低压是一个重要的中纬度天气系统，表现为对流层中上层的封闭的气旋性环流，与主要的西风流场完全分离。南欧及东大西洋沿岸地区、北太平洋地区和中国北方-西伯利亚延伸到西北太平洋沿岸地区是北半球切断低压的三个易发区。中国学者对发生在东北区域附近具有持续性及准静止性特征的切断低压称为东北冷涡。
2、东北冷涡是东亚大气环流的重要组成部分，常给我国东北地区以及地理位置更远的华北、华中、华东、甚至西北和西南地区带来暴雨等灾害性天气。因此对东北冷涡的预报非常重要。
3、目前对东北冷涡预报多是建立在数值模式基础上，对现有预报的误差特征有清晰的认识是提高预报水平的关键。目前，对于东北冷涡预报的检验仅限于对气候数值模式的气候态检验，然而，东北冷涡的时间尺度为天气尺度，对天气数值预报模式中东北冷涡预报进行天气尺度的检验是十分有必要的。因此，建立针对数值天气预报模式东北冷涡预报的检验方法，对模式东北冷涡预报误差特征进行分析，对改进模式、改善预报都有重要意义。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，对数值天气预报模式中的东北冷涡预报进行天气尺度的检验。
2、本专利技术的另一目的在于提供一种数值天气预报模式东北冷涡预报检验系统。
3、技术方案：本专利技术所述数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，包
4、s100、获取历史数据中在检验时间段内的再分析资料和模式预报资料；
5、s200、对再分析资料和模式预报资料中的东北冷涡进行识别，并将两种资料中识别出的东北冷涡进行配对；
6、s300、分别计算已配对的再分析资料和模式预报资料中东北冷涡的特征参数；
7、s400、计算模式预报资料中东北冷涡的特征参数的预报误差，并输出检验结果。
8、本专利技术进一步优选地技术方案为，步骤s100所述的获取历史数据中在检验时间段内的再分析资料和模式预报资料，包括再分析资料和模式预报资料的500hpa位势高度场和温度场，其空间范围为20–75n，100–160e，模式最大预报时效为5天。
9、作为优选地，步骤s100还包括获取热带气旋最佳路径资料，提取其中热带气旋的位置信息。
10、作为优选地，步骤s200所述的对再分析资料和模式预报资料中的东北冷涡进行识别，并将两种资料中识别出的东北冷涡进行配对；具体为：
11、s210、识别再分析资料中的东北冷涡，包括：
12、s211、对于500hpa位势高度场，若某点位势高度值低于周围8个格点，则该点为位势高度的局地最小值，若该点位于35–60n，115–145e范围内，则将该点视为候选点；
13、s212、对候选点进行筛选，若10×10的范围内存在多个候选点，则只保留位势高度最低的点；
14、s213、计算以候选点为中心半径15°范围内500hpa温度场的质心；
15、s214、若温度质心与候选点之间的距离小于500km，则该候选点为冷涡中心；
16、s215、对冷涡中心进行追踪，当相邻两个时次冷涡中心经向距离不超过5°，纬向距离向西不超过5°、向东不超过10°时，视为同一个过程，若可形成多个匹配对，则相邻两个时次距离最近的两个冷涡中心为同一个过程；
17、s216、对冷涡过程进行筛选，仅保留持续时间大于等于3天的过程，若冷涡中心与热带气旋最佳路径资料中热带气旋中心之间的距离小于500km，且至少持续3个时次，则此冷涡过程是虚假的，进行剔除；
18、s220、识别模式预报资料中的东北冷涡方法为：对于每一个再分析资料中的东北冷涡过程，选取起报时间和预报时间都在该东北冷涡生命期内、且预报时效不超过120h的预报，对每一个起报时间的预报重复上述步骤s211～s215，来识别预报中的东北冷涡过程；
19、s230、将识别的东北冷涡过程与模式预报资料的东北冷涡预报进行配对，方法为：每个预报时刻预报中的冷涡与其对应的实际时刻再分析资料中的冷涡为一对，若同时存在多对，则距离最近的为一对。
20、作为优选地，步骤s300中东北冷涡的特征参数，至少包括冷涡位置、强度、面积、长短轴、偏心率、移速以及移向；
21、其中，冷涡位置为冷涡中心所在经纬度；
22、冷涡强度d通过下式计算：
23、d＝h差+2×t差；
24、其中h差为500hpa等压面上以4位势十米间隔的冷涡中心最外围闭合等高线与冷涡中心的位势高度差，t差为500hpa等温面上以4℃间隔的冷中心最外围闭合等温线与温度低值中心的温度差，在温度场只有冷槽没有闭合等温线情况下，温度差为冷槽中心外围的格点温度值与冷槽中心的格点温度值的差；
25、冷涡面积为冷涡最外围闭合等高线所围面积；
26、冷涡长轴和短轴为冷涡最外围闭合等高线最小外接矩形的长和宽；
27、冷涡偏心率为冷涡短轴与长轴之比；
28、冷涡移速为当前冷涡中心位置与后一时次冷涡中心位置间的距离除以时间间隔；
29、冷涡移向为当前冷涡中心位置指向后一时次冷涡中心位置的向量与正北方向的夹角，移向的范围为[0°,360°)。
30、作为优选地，步骤s400所述的计算模式预报资料中东北冷涡的特征参数的预报误差，包括：
31、(1)冷涡位置预报误差为预报冷涡位置与相应再分析冷涡位置间的大圆距离，计算式如下：
32、pfe＝r·arccos[cos latfcos latocos(lonf―lono)+sin latfsin lato]，
33、其中，r表示地球半径，latf和latr分别表示从模式预报资料和再分析资料得到冷涡位置的纬度，lonf和lonr分别表示从模式预报资料和再分析资料得到冷涡位置的经度；
34、冷涡强度、面积、长短轴、偏心率和移速误差均为从模式预报资料和再分析资料得到冷涡的参数的差值；
35、冷涡的移向误差为模式预报资料得到的冷涡移向向量与再分析资料得到的冷涡移向向量间的夹角，移向误差范围为(-180°,180°]，其中负数表示模式预报资料得到的冷涡移向向量在再分析资料得到的冷涡移向向量的左手方向。
36、作为优选地，步骤s400所述的输出检验结果，包括：
37、输出单个冷涡过程在再分析资料和模式预报资料中的冷涡移动路径图；
38、输出单个冷涡过程各冷涡特征参数预报误差随预报时效变化的条形图或折线图；
39、输出多个冷涡过程各冷涡特征参数预报误差随预报时效变化的箱型图；
40、输出单个冷涡过程各冷涡特征参数预报误差在各个预报时效的具体误差值表格。
41、本专利技术所述的数值天本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，其特征在于，步骤S100所述的获取历史数据中在检验时间段内的再分析资料和模式预报资料，包括再分析资料和模式预报资料的500hPa位势高度场和温度场，其空间范围为20–75N，100–160E，模式最大预报时效为5天。
3.根据权利要求2所述的数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，其特征在于，步骤S100还包括获取热带气旋最佳路径资料，提取其中热带气旋的位置信息。
4.根据权利要求2所述的数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，其特征在于，步骤S200所述的对再分析资料和模式预报资料中的东北冷涡进行识别，并将两种资料中识别出的东北冷涡进行配对；具体为：
5.根据权利要求1所述的数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，其特征在于，步骤S300中东北冷涡的特征参数，至少包括冷涡位置、强度、面积、长短轴、偏心率、移速以及移向；
6.根据权利要求5所述的数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，其特征在于
7.根据权利要求6所述的数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，其特征在于，步骤S400所述的输出检验结果，包括：
8.一种数值天气预报模式东北冷涡预报检验系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，其特征在于，步骤s100所述的获取历史数据中在检验时间段内的再分析资料和模式预报资料，包括再分析资料和模式预报资料的500hpa位势高度场和温度场，其空间范围为20–75n，100–160e，模式最大预报时效为5天。
3.根据权利要求2所述的数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，其特征在于，步骤s100还包括获取热带气旋最佳路径资料，提取其中热带气旋的位置信息。
4.根据权利要求2所述的数值天气预报模式东北冷涡预报检验方法，其特征在于，步骤s200所述的对再分...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄园，陈旭，诸葛小勇，李昕，孙世玮，张悦含，罗丽萍，温静，
申请(专利权)人：南京气象科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。