[发明专利]一种基于北斗定位的单点降水预报方法

说明书

本发明属于气象学技术领域，具体提供了一种基于北斗定位的单点降水预报方法。本发明通过对降水TS评分改进为多等级百分数评分，获得基于集合预报格点降水数据，然后采用数据融合算法，将多源降水观测数据融合，获得各格点降水预报数据，结合北斗精确定位，及构建的单点降水预报定量计算方程，确定单点降水预报值。采用本发明单点降水预报方法，提高了预报准确率，进一步为抢险救灾、重点工程等的气象服务提供技术支持。

技术领域

本发明涉及气象学技术领域，具体涉及一种基于北斗定位的单点降水预报方法。

背景技术

单点降水预报，是指在无气象观测站点的某地点，开展抢险救灾、建设施工等行动时所需的降水精细化预报。预报的精细化程度及准确率，对于指挥决策和组织安排具有重要影响。

以往的应急服务单点降水预报中，常规是利用粗略的定位信息，寻找距离该地点最近的某种数值预报格点数据作为基本资料，辅以附近的自动站、雷达、探空等气象数据进行人工修正。由于气象观测站点的分布并不均匀，初始数据的密度、频度、精度各不相同，不同的数值模式在不同地区的准确率都有差异，以一种数值模式的距离最近的格点预报值来作为基本数据，可能存在明显的误差；同时这种方法缺乏对天气系统和天气形势的考虑，这对于降水误差的放大作用是显著的，尤其在山区、森林、高铁线路、涵洞等复杂地形下；人工修正还存在不稳定问题。

20世纪70年代以来，数值天气预报作为全球预报技术的主要发展方向，给气象科学的发展带来了革命性的进步，支撑了预报准确率的持续提高。由于大气是高度非线性系统，大气初值和数值模式中物理过程均存在不确定性，伴随着计算机技术的迅猛发展，集合预报这种随机预报方法在近年来代表了数值预报的发展方向，促进了数值预报技术和天气预报业务的进步。但在集合预报中，对于降水这样的非连续变量，评估模式的预报效果使用TS评分，常规评估是实况与预报均为同级降水时TS＝100、否则TS＝0。这种评估方式直接导致了当某一模式预报降水级别有误差时，该模式在集合预报中即不能起到作用。所以如何及时准确地对应急服务点精确定位、并提供准确的单点降水预报值，成为应急气象服务的一个关键难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种综合利用多种数值预报模式集合预报结果及多源降水资料，结合北斗精确定位，精确预报单点降水的方法。具体单点降水预报F值确定如下：

其中，F_kji为第k层第j个格点的4个格点的降水预报值，i＝1，2，3，4，k＝1，2，……，n，j＝1，2，……，m；m为每一层的格点数；R_kji为4个格点与F点之间的距离；F_kj为第k层第j个格点的降水预报值；R_kj为第k层第j个格点与F点之间的距离，F_k为第k层格点的降水预报值；a₀，a₁，…，a_n为单点降水的多元线性回归方程的回归系数；n根据设定的置信度为标准确定。

进一步，所述各格点的降水预报值确定如下：

获得基于集合预报的降水数值预报格点数据方法如下：

其中，F_kji为第k层第j个格点的4个格点的降水预报值，i＝1，2，3，4，k＝1，2，……，n，j＝1，2，……，m；m为每一层的格点数，F_kjis为第s种数值预报模式的格点降水预报值，s＝1，2，……，p，p为集合预报的种数；TS_s为第s种数值预报模式的降水预报百分数评分值；

基于集合预报的降水数值预报格点数据，将多源降水观测数据采用气象数据融合方法获得各格点的降水预报值。