[发明专利]对流层顶风场反演方法、装置、存储介质及计算机设备

权利要求书

1.一种基于气象卫星的对流层顶风场反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于气象卫星观测数据反演获得对流层顶气压数据；

计算各纬度的科里奥利力，基于所述各纬度的科里奥利力和所述对流层顶气压数据获得所述对流层顶风场的风速分量数值,并根据纬度值确定所述风场的风速分量方向；

基于所述风场的风速分量数值和方向反演出对流层顶风场的风速；

将反演出的对流层顶风场的风速数据输出，以区分对流层顶风场的风速。

2.根据权利要求1所述的基于气象卫星的对流层顶风场反演方法，其特征在于，所述基于气象卫星观测数据反演获得对流层顶气压数据，包括：

基于气象卫星反演的温度廓线资料，计算温度垂直递减率最小值或温度最低值所在高度的气压来获得对流层顶气压；

或者利用气象卫星的臭氧探测仪的资料反演得到大气臭氧总量，并基于大气臭氧总量通过回归计算式获得臭氧对流层顶气压；

或者通过气象卫星多通道扫描辐射成像仪的水汽通道和红外通道反演的亮温、中层平均比湿、高层平均比湿、卫星观测时间、经纬度及卫星天顶角信息，通过回归计算式获得对流层顶气压。

3.根据权利要求1所述的基于气象卫星的对流层顶风场反演方法，其特征在于，在基于气象卫星观测数据反演获得对流层顶气压数据之后，且在所述计算各纬度的科里奥利力之前，所述方法还包括以下步骤：

基于卫星像素点行列号与经纬度的对应关系，将所述对流层顶气压数据从卫星观测投影模式转换到等经纬度投影模式。

4.根据权利要求1所述的基于气象卫星的对流层顶风场反演方法，其特征在于，

获得所述科里奥利力的计算式为，

其中，Ω＝7.292×10^-5弧度/秒,π＝3.14159弧度/度；

所述弧度的计算式为，

其中，表示纬度(单位为度°)。

5.根据权利要求4所述的基于气象卫星的对流层顶风场反演方法，其特征在于，

基于地转平衡原理和所述科里奥利力，计算所述对流层顶风场的风速数值，包括：

获得对流层顶风场风速的分量，所述对流层顶风场风速的分量计算式为：

其中，为南北风风速分量，为东西风风速分量，P为气压，单位为hPa，f为科里奥利力，ρ为空气密度，和分别表示对物理量求东西方向和南北方向的偏导；

采用差分法对计算式(3)进行数值化处理求解，所述南北风风速分量计算式为：

其中，为南北风风速分量，Δn表示等经纬度网格点上东西方向上相邻两点的经度差，表示纬度，R为地球纬度圈相隔一度的距离，ΔP为网格点上东西方向上相邻两点的气压差；

采用差分法对计算式(4)进行数值化处理求解，所述东西风风速分量计算式为：

其中，为东西风风速分量，Δn表示等经纬度网格点上南北方向上相邻两点的纬度差，R为地球纬度圈相隔一度的距离，ΔP为网格点上南北方向上相邻两点的气压差。

6.根据权利要求5所述的基于气象卫星的对流层顶风场反演方法，其特征在于，基于纬度值确定所述对流层顶风场的风速分量方向设置为：若纬度值为-90°～0°，则风场的风速分量方向符号取数值的反值。

7.根据权利要求1所述的基于气象卫星的对流层顶风场反演方法，其特征在于，

获得所述对流层顶风场的风速的计算式为：

其中，V为对流层顶风场的风速，为南北风风速分量，为东西风风速分量。