[发明专利]移动台风边界层三分量风速解析方法

权利要求书

1.一种移动台风边界层三分量风速解析方法，其特征在于：

首先，将竖向风速方程添加到Yan Meng模型初始的微分方程中，如下所示，

上式中，v表示广义水平向风速的矢量和，即v＝v_r+v_θ，w表示竖向风速大小，v_r表示广义水平径向风速，为Yan Meng模型边界层内水平径向风速的大小v_rs，v_θ表示水平切向风速，为Yan Meng模型边界层内水平切向风速大小v_θs，其含义与Yan Meng模型里的含义相同；

对于式(2)，通过Smith台风模型的处理方法进行化简，对于静止的台风，即移动速度c＝0，水平向风速(v_θ,v_r)均没有方位角的变化，因此，式(2)可以简化为

对式(3)从z＝0到z＝δ即边界层顶部进行积分，并假设边界层厚度δ为固定值，可得

对上式积分，两边同除以边界层厚度δ，得到

进一步变形得到

上式v_rb表示边界层厚度δ处的水平径向风速大小，即Yan Meng模型中v_θs|_z＝δ的大小，w_δ表示边界层厚度δ处的竖向风速大小，而对于任意高度处的竖向风速w的大小，对式(3)从z＝0到z＝Z处积分，整理得

对于c≠0，即考虑台风的整体移动速度，任意高度处的竖向风速w的大小可对式(2)从z＝0到z＝Z处积分得到

通过式(1)与上述式(2)的变形可初步求得风速(v_r,v_θ,w)，然后选用迭代的方法对上述计算结果进行修正；

在Yan Meng台风模型关于边界层内微分方程式中引入竖向风速w，可得

引入和上式(9)、(10)变为：

上式v_θ″＝v_θ′，v_r″＝-v_r′/ξ，然后对式(11)两边同时乘以i合并(12)可得

上式中v″＝v_θ″+iv_r″，满足边界层条件的解为：

进一步化简为

其中

且D＝D₁+iD₂，为边界层地表复常量，最后可得边界层内风速分量为

上式中

通过迭代计算求解v_θs和v_rs，进而求解竖向风速w。

2.根据权利要求1所述的移动台风边界层三分量风速解析方法，其特征在于：选用式(1)与(2)的解(v_r′,v_θ′,w)作为初始值进行迭代计算。