[发明专利]基于概率分布短时预报降水的方法与系统

说明书

本发明公开了基于概率分布短时预报降水的方法与系统。一种用于针对给定位置生成一段时段上的短时预报的系统和方法。系统从多个气象源接收对给定位置的气象观测和预测，并处理该信息以确定一段时段上的降水类型(P类型)的概率分布和降水速率(P速率)的概率分布。然后可将所述两种概率分布组合成指示在给定时段和给定位置上以给定速率发生特定类型的降水的概率的多个概率分布(P类型速率预报)。在一些实施方式中，可以基于输入到系统中的气象观测来选择一种降水类型来代替确定降水类型分布，从而生成指示在给定时段和给定位置上以给定速率发生所选择的降水类型的概率的降水类型速率预报。

本申请是基于申请号为201480000782.7、申请日为2014年4月4日、发明名称为“基于概率分布短时预报降水的方法与系统”的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求共同拥有和共同发明的2013年4月4日提交的美国专利申请No.13/856,923、2013年6月20日提交的美国专利申请No.13/922,800、2013年7月22日提交的美国专利申请No.13/947,331、2013年6月26日提交的美国临时申请No.61/839,675、2013年6月16日提交的美国临时申请No.61/835,626、和2013年6月19日提交的美国临时申请No.61/836,713的优先权，其全部内容作为参考被合并于此。

技术领域

所公开的主题总的来说涉及一种用于确定气象预报的系统。

背景技术

对风暴和其他气象学事件的气象预报对于航空、航天机构、应急机构、交通、公共安全等是非常重要的。

传统的气象预报系统通过利用各种二维或三维物理参数应用数学/物理方程来提供距目前时间12小时到几天的气象预测。

许多系统使用气象学雷达。气象学雷达向天空中的降水区域发射脉冲，以便根据脉冲的反射(或回波)强度观测降雨或降雪的强度。然后强度被转换成灰度级。降水区域的图像被表示为各种形状和灰度级的组合图案。使用互相关(CC)方法对两个连续图像进行图案匹配，从而评估运动矢量，并通过使用一维外推法，对(相同形状和大小的)降水图案进行翻译。

该技术通过使两个或两个以上连续图像中的单元(cell)相关以确定风暴前沿的速度和方向，来对群集或单元进行跟踪以预测风暴运动。然后该运动信息用于呈现出接下来三十到六十分钟内降水区域可能位于哪里，这会以预报的雷达反射率图像的形式表示。

然而，这些系统有太多的限制，这影响了预测的精度。

例如，有可能给定的雷达反射率信息可能提供不准确的预报。而且，在不止一个雷达站跟踪风暴前沿时，有可能每个雷达站可能会提供不同的且有冲突的预报。在这种情况下，输出给用户的结果很可能是不准确的那些。

而且，这些系统不考虑降水区域的状态改变程度，例如，从降雨变成降雪。简单地说，不能充分地预测表示自然现象的关于大小、形状、灰度级等不稳定的变化，并且也没有考虑针对降水区域的地形影响。

而且，现有系统中没有一个系统能够提供指示以可能的速率在特定时段的可能类型的降水的概率分布。

为了这些和其他原因，仍然需要一种实现改进的短时预报(nowcast)技术的系统和方法。

发明内容

在一个实施方式中，描述了一种用于生成对降水类型、降水强度和概率或可信度的可变长度和可变详细度的文本描述的系统/方法。降水短时预报系统生成对降水类型和降水速率的预报(预报值)。按相等或可变的时间间隔对预报值进行预报，每个间隔具有开始时间和结束时间(例如，具有1、5、10、15、30分钟增量的时间序列)。