[发明专利]一种强对流天气下阵风发生范围的预测方法及系统

说明书

本发明公开了一种强对流天气下阵风发生范围的预测方法及系统，所述预测方法包括步骤：获取区域范围内数值气象模式的气象预报场数据；根据所获取的气象预报场数据计算强对流天气系统下方的降水影响区域；根据所获取的气象预报场数据计算强对流天气系统的移动方向及移动速度；结合降水影响区域及强对流天气系统的移动方向及移动速度，判定阵风发生范围。本发明通过获取数值气象模式的气象预报场数据，并通过一系列的处理，能够较为客观及准确地判定强对流天气下阵风的发生范围，为航空、交通、电力、通讯等行业提供防灾技术支撑，具有重要的科学意义和应用价值。

技术领域

本发明涉及极端大风天气预报方法，具体涉及一种强对流天气下阵风发生范围的预测方法及系统。

背景技术

阵性大风是指两分钟或十分钟内瞬间风速大于平均风速5m/s以上时的最大风速，而强对流天气引发的阵性大风对航空、交通、电力、通讯、建筑物等具有很大的危害，极端的大风天气还会造成输电线路倒塔、断线、绝缘子闪络、通讯不畅等故障，给人民的生产生活带来巨大不便，并给社会经济造成严重损失。

要降低因强对流阵风造成的损失，就必须对发生大风的区域进行准确地预测。大风区通常位于强对流天气中阵风锋的影响范围内，国内外学者对阵风锋开发了一些主观判定模型，通过气象预报员的主观判断，结合气象预报场大致判定阵风锋的影响范围。但由于无法客观判定大风影响区域，传统的数值天气模式预测大风的准确率较低，TS评分仅有0.07。

因此，如何利用气象预报场数据，客观输出阵风的影响范围，准确预报大风影响的区域还是一个难题。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种强对流天气下阵风发生范围的预测方法及系统，根据数值气象模式的气象预报场数据，客观准确地预报强对流天气下阵风发生范围。

本发明采用如下的技术方案。

一种强对流天气下阵风发生范围的预测方法，所述预测方法包括步骤：

步骤101，获取区域范围内数值气象模式的气象预报场数据；

步骤102，根据所获取的气象预报场数据计算强对流天气系统下方的降水影响区域；

步骤103，根据所获取的气象预报场数据计算强对流天气系统的移动方向及移动速度；

步骤104，结合降水影响区域及强对流天气系统的移动方向及移动速度，判定阵风发生范围。

进一步地，所述步骤101中，

所述气象预报场数据包括每个网格点垂直方向上的风速、风向及雨水混合比。

进一步地，所述步骤102具体包括：

首先判断每个网格点是否位于降水影响区域内；遍历所有网格点，即可判定降水影响区域。

进一步地，满足下式时，即可判断该网格点位于降水影响区域内：

式中，q_r为垂直方向上的雨水混合比，k为垂直层数，N为经验常数。

进一步地，所述步骤103具体包括：

强对流天气系统的移动速度为：

强对流天气系统的移动方向为：

其中，分别为每个网格点的东西及南北方向的平均风速分量。

进一步地，每个网格点的东西及南北方向的平均风速分量为：