[发明专利]一种针对物理过程扰动的热带气旋集合预报初始成员筛选方法

摘要

本发明提供一种针对物理过程扰动的热带气旋集合预报初始成员筛选方法，包括下列步骤：1)选定区域数值天气预报模式，从区域数值天气预报模式中选择边界层参数化方案和积云对流参数化方案参与设计；2)选择台风个例；3)针对选定的台风个例，开展120小时数值模拟；4)计算初始成员间的相似离度；5)集合成员相似度分析与筛选；6)计算平均绝对误差。本发明通过计算相似离度指数，逐步剔除相似成员，在综合评估预报平均误差的基础上，得到合理的集合成员，解决了目前基于物理扰动的集合成员选择过程中主观性太强的问题。

主权项

1.一种针对物理过程扰动的热带气旋集合预报初始成员筛选方法，其特征在于，包括下列步骤：1)根据需要选定区域数值天气预报模式，从区域数值天气预报模式中选择边界层参数化方案和积云对流参数化方案参与设计，初始成员数低于100组；2)选择台风个例，所选定的台风个例的包括不同强度、不同路径特征；3)针对选定的台风个例，利用步骤1)确定的区域数值天气预报模式和物理参数组合开展120小时数值模拟；4)对步骤3)的模拟结果，计算初始成员间的相似离度C_ij，相似离度定义为两条路径间的平均距离和形态相似度，相似离度的计算公式为其中，为数值相似，表示i，j两个集合成员预报的热带气旋路径曲线在k时次时的数值是否相近，也就是位置是否相互靠近，和分别表示第m个样本的第i和第j条路径在k时次的位置点，M为样本数，K则表示总的计算时次数；为形态相似，判断两条曲线形状是否相近，其中表示第m个样本的第i和第j个集合成员在所有预报时次内的平均偏差，可以看出，C_ij越小，表示两个成员的路径越接近；假设有N组参数组合，则可得到个相似离度值；5)集合成员相似度分析与筛选，首先将所有相似离度值按照从小到大进行排序，相似离度最小者说明该两种组合在所有集合成员中最为相似，将其中一组从集合成员中剔除，将剩余集合成员之间的相似离度值进行重新排序，经过N‑1步后，只剩一个成员；6)计算步骤5)中每剔除一个参数组合后剩余集合成员的24、72和120小时路径预报平均绝对误差，选择平均绝对误差最小的参数组合为最终的基于物理过程扰动的热带气旋集合预报最佳初始成员。