[发明专利]基于客观天气图法量化城市对热带气旋降水影响的方法

说明书

本发明提供了基于客观天气图法量化城市对热带气旋降水影响的方法，本发明通过客观天气图分析法识别城市化背景下的热带气旋降水，对热带气旋降水变化的时空特征进行分析，结合热带气旋在移动历时、移动速度、角度偏差三方面的移动特征的变化，探索影响热带气旋降水的因素，定量评估城市化对热带气旋降水的贡献。本发明的有益效果是：可以定量评估城市化对热带气旋降水的影响，有助于进一步深入理解和全面认识城市化与热带气旋降水形成的内在联系，还将进一步提升城市安全的气象服务保障能力，为我国沿海城市台风降水预报提供一些更有价值的参考依据和方法。

技术领域

本发明涉及大气科学领域，尤其涉及基于客观天气图法量化城市对热带气旋降水影响的方法。

背景技术

热带气旋，是发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋，是一种强大而深厚的热带天气系统。可见于西太平洋及其临近海域(台风)、大西洋和东北太平洋(飓风)以及印度洋和南太平洋。热带气旋包含大量不稳定能量并可能成为气象灾害，在登陆的成熟期热带气旋带来范围显著的破坏性强风、大量降水并伴随有风暴潮、雷暴等次生灾害。因此，热带气旋降水始终是研究的热点话题之一。

城市化会使对流层气象活动增加，引起局部降水量增多，城市暴雨内涝问题愈发明显，对人民的生命、财产构成了严重威胁。在气候变化下极端天气频现与城市雨岛效应的双重作用下，内涝灾害常发生在人口密集的高度城市化地区，加剧了对人们生产生活的危害，包括巨额的经济损失、对公共健康与安全的威胁等。除此之外，2018年Zhang Wei等在Nature发表的对2017年飓风“哈维”在休斯顿造成前所未有的破坏的研究中，利用WRF模式(Weather Research and Forecast model)，量化了城市化对热带气旋降水和洪水的贡献，发现城市化不仅加剧了洪水响应，而且还加剧了飓风“哈维”风暴总降水。保持城市高速、高质量推进城市化的同时，注重热带气旋造成的城市内涝问题已经成为城市建设中亟需解决的关键问题。而目前，城市化对热带气旋降水的影响研究非常有限。因此，定量评估城市化对热带气旋降水的影响是很有必要的，这有助于进一步深入理解和全面认识城市化与台风降水形成的内在联系，还将进一步提升城市安全的气象服务保障能力，为沿海城市台风降水预报提供一些更有价值的参考依据和方法。

发明内容

本方法的目的在于，针对城市化对热带气旋降水的影响的研究方法不足，提出基于客观天气图法量化城市对热带气旋降水影响的方法，该方法基于客观天气图分析法，具体包括以下步骤：

S101：数据采集；采集实测全球降水数据、土地利用覆盖数据、热带气旋最佳路径数据；

S102：热带气旋降水的识别；基于客观天气图分析法，利用全球降水数据、热带气旋最佳路径数据，进行热带气旋降水的识别、热带气旋降水评估指标的识别；

S103：热带气旋降水变化的识别；利用热带气旋降水评估指标，进行热带气旋降水评估指标的变化特征的识别；

S104：热带气旋移动特征变化的识别；利用热带气旋最佳路径数据，识别热带气旋移动历时、移动速度、角度偏差三个移动特征的变化情况；

S105：城市化情况的识别；利用土地利用覆盖数据，识别研究区域内的城市、乡村区域以及城市化扩张速率；

S106：热带气旋降水与热带气旋移动特征的相关性分析；利用步骤S103中热带气旋降水评估指标的变化与步骤S104中热带气旋移动历时的变化，进行热带气旋降水评估指标的变化与热带气旋移动历时的变化的相关性分析；

S107：不同城市化扩张速率下热带气旋降水变化的统计；根据步骤S103热带气旋降水评估指标的变化特征与步骤S105得到的城市化扩张速率，统计在不同城市化扩张速率情况下，热带气旋降水评估指标的变化趋势；