[发明专利]气象多源探测资料融合分析系统

权利要求书

1.一种气象多源探测资料融合分析系统，其特征在于，包括以下内容：

1)数据采集

获取地面、高空常规观测、卫星、雷达的遥感观测以及模式背景场的各种气象数据；

2)数据质量控制

将采集到的多种观探测资料进行质量控制处理；

3)数据归一处理

将进行质控化的资料进行归一化处理，提供统一的标准数据接口，供后续模块调用；

4)背景场网格插值

将模式输入作为背景场插值到三维格点上，获得三维背景资料；

5)多源资料融合

利用观测资料进行融合，修正三维背景资料；

6)融合分析

在融合资料的基础上进一步利用地面分析、温度分析、云分析、水汽分析和平衡分析，进一步订正并进行诊断分析；

7)三维气象信息显示分析

将融合分析的三维格点数据进行展示，并提供交互分析功能；

所述的地面分析的是进行一个与三维风和温度分析类似的逐次订正技术；对于温度、露点、风U、V分量和海平面气压均使用观测值与背景场值之差，而能见度直接使用观测值；温度和露点也要对测站高度与LAPS地形的高度差值进行校正；标准的直减率将用于这个校正；分析产生的新值与背景场之差不能大于前面质量控制中观测值与背景场的离差的临界值；在气压分析的连续过程中，高度表的观测按标准大气转换为测站场面气压；测站场面气压利用静力方程转换为参考高度的换算气压，气压分析使用气压背景场加参考高度换算气压的增量；然后使用变分技术将地面风和参考层气压约束到完全运动方程；而海平面气压是对观测值与背景场的差值直接进行分析；测站的场面气压则使用模式背景场格点化的地面气压场和海平面气压分析结果与背景场的离差来计算；能见度的分析是首先分析地面能见度的观测值；第二步是在高相对湿度和靠近云底的地方降低能见度；

所述的温度分析用实测数据调整温度格点场，首先根据静力关系用分析的温度场计算高度场，其次根据地面分析的温度调整边界层温度，然后调整位温，保证高层位温大于等于低层位温，最后计算边界层顶的气压和高度；其中最重要的是边界层部分的处理，主要分以下几步：1)用地面分析得到的地面气压场，求平均后减去设置的临界值；作为边界层顶气压；2)利用前面温度分析得到的三维高空温度场和边界层顶气压线性内插出边界层顶的温度和地面温度；3)利用上述内插得到的地面温度和LAPS地面分析的地面温度相减地面偏差，然后线性内插出边界层各层的温度偏差；4)将各层温度偏差加到温度分析得到的边界层内三维高空温度上，得到调整后的边界层温度场；

所述的云分析给预报员提供各种条件下云量的面覆盖范围，以及航空上感兴趣的三维的云场分布；仅有卫星资料不能提供完整的三维的云位置，为了获得三维云量，需要结合其他资料来分析，其资料包括：常规观测，卫星观测11um、3.9um、可见光观测数据、三维温度场、三维高度场、三维雷达反射率；分析可以得到三维云量场、云分类、云水含量、云冰含量、雨水的云产品，并可以得到云底高度、云顶高度的附加产品；三维云分析应用融合背景场、地面、高空资料，并将融合资料与飞机报进行水平分析，产生初步的三维云分析，得到云层的垂直位置和大概的水平分布信息，然后，通过雷达资料修正云中、底部云量，得到更精确的云顶高度场和云的水平分布信息；首先，在水平方向上分析云层报告资料给出的垂直云信息，得到三维初猜云分析场，提供云层垂直及近似水平分析场；根据三维温度分析场计算云顶高度场，再将云顶高度场插值到初猜云分析场以确定云顶高度及三维云分析场；最后，利用三维雷达反射率场修正云分析场，得到云物理量；同时，云分析模块对雷达资料进行质量控制；若回波顶在2000KM以下，则舍弃雷达回波；若雷达回波很强，则消除可见光信息，保留云最小值；

所述的水汽分析用到背景场资料、地面分析场、云分析场、温度分析场、高空观测资料场资料中的水汽信息，输出场为三维比湿、相对湿度以及总的可降水量；水汽分析利用Barnes分析处理探空资料；Barnes分析方法包括两个部分，一是以相邻点的距离为权重插值到整个区域；二是将插入到整个区域的值与观测值之间的差异场添加到调整权重后的插值场中；在LAPS水汽分析中，直接用LAPS背景分析场作为Barnes分析第一步的结果，利用与LAPS区域分辨率和观测资料密度相协调的权重来处理LAPS背景分析场与观测值之间的差异场。