[发明专利]一种基于预估偏差的台风路径集合预报方法

说明书

本发明公开了一种基于预估偏差的台风路径集合预报方法，包括：对台风的实测路径进行更新和加密；判断当前时刻某一模式预报是否更新发布，如果是则加密该模式前一预报时次预报路径，并获取临近k阶样本；否则加密该模式同预报时次预报路径，并获取临近k阶样本；计算该模式k阶综合样本偏差；若该模式的预报路径未更新发布，则实时校正该模式的预报路径,否则跳过该步；在所有预报模式进行完以上步骤后，依据各模式k阶综合样本偏差分配各模式集合预报权重；进行集合预报。本发明假定同模式同场台风不同预报时次发布的预报误差趋势不一致，从区分临近样本使用途径的角度对基于预估偏差的台风路径集合预报方法做出综合改进，提高了稳定性和实用性。

技术领域

本发明涉及防汛防台、气象应用领域，具体涉及一种基于预估偏差的台风路径集合预报方法。

背景技术

我国受台风灾害影响严重，1949年以来，每年平均约有7个台风登陆我国，其带来的高潮、巨浪、狂风、暴雨、洪水造成了巨大的经济损失和人员伤亡。预报台风路径、预判台风形势以及提前部署防范措施是减轻台风灾害影响的重要手段，深入研究台风路径预报方法具有重要意义。台风数值预报模式是各大气象机构的重要研究方向，但由于初始条件、计算参数和离散方法等原因目前仍存在一定误差，防台防汛部门面对意见不一致的各模式预报成果难以决策。

现有的提高台风预报精度和稳定性的方法，假定同模式相邻时刻预报点误差的趋势保持基本不变，未区分相邻预报点是否与待修正的预报路径同时次发布。若假定同模式同场台风不同预报时次发布的预报误差并非趋势一致，则在新的预报时次发布后不适宜使用前一预报时次样本进行训练。只能在部分时刻提升数值预报模式的预报精度，但由于同数值预报模式路径预报偏差未必与最近多场台风样本或当场台风不同预报时次样本一致，因此导致实际应用中出现了较多预报误差大于数值预报模式误差的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是由于同数值预报模式路径预报偏差未必与最近多场台风样本或当场台风不同预报时次样本一致，而导致的实际应用中出现的较多预报误差大于数值预报模式误差的情况。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种基于预估偏差的台风路径集合预报方法，包括以下步骤：

对台风的实测路径进行更新和加密；

判断当前时刻某一模式的预报路径是否更新发布，如果是，则加密该模式前一预报时次预报路径，并获取前一预报时次临近k阶样本；否则加密该模式同预报时次预报路径，并获取同预报时次临近k阶样本；

计算该模式k阶综合样本偏差；

判断当前时刻该模式的预报路径是否更新发布，如果未更新发布，则依据k阶综合样本偏差实时校正该模式的预报路径,否则跳过该步；在所有预报模式进行完以上步骤后，依据各模式k阶综合样本偏差分配各模式集合预报权重；

根据是否有同预报时次临近样本，分别利用校正后的预报路径和原始预报路径进行集合预报。

优选地，台风的实测路径更新后，提取实测路径的位置矢量集合和实测点发布时间集合，并对更新后的实测路径进行加密得到逐时实测路径位置矢量集合其中为当前时刻位置矢量。

优选地，计算该模式k阶综合样本偏差，具体为：

其中，为第i个模式的k阶综合样本偏差，为第i个模式按时间顺序从后往前第j对样本的预报偏差，α_i为样本权重，取值为

优选地，实时校正该模式的预报路径，具体为：

其中，为第i个模式校正预报值的位置矢量；为第i个模式原始预报值的位置矢量，为第i个模式的k阶综合样本偏差。

优选地，依据各模式k阶综合样本偏差分配各模式集合预报权重，具体为：