[发明专利]基于20CR数据预测海浪有效波高的方法及其装置

说明书

本发明公开了基于20CR数据预测海浪有效波高的方法及其装置，包括获取20CR数据中的原始数据，对原始数据进行数据预处理；选取符合预设条件的海平面气压场；根据20CR数据中第一年代段的数据中与海平面气压场相关的数据校正预测模型；采用20CR数据中晚于第一年代段的第二年代段的数据评估所述预测模型；在评估通过后，采用所述预测模型预测海浪有效波高。本发明采用了美国能源部和美国国家大气海洋局联合发布的20CR数据，时间跨度超过百年，在选取符合预设条件的海平面气压场后，根据20CR数据中第一年代段的数据中与选取的海平面气压场相关的数据校正预测模型，优化模型参数，提高了海浪有效波高预测的准确性。

技术领域

本发明涉及海浪参数计算领域，具体而言，涉及基于二十世纪再分析项目(TheTwentieth Century Reanalysis Project，20CR)数据预测海浪有效波高的方法。

背景技术

海浪是一种与人类关系最直接、最密切的海洋现象，对人们的生产生活有着不可忽视的影响，比如海上航行、渔业生产、海上石油平台、近海港口航道等都与海浪有密切关联。

有效波高就是反映海浪特征的一个重要参数，因此波高的预测研究具有重要的现实意义。想要预测海浪的波高，先要获取长期稳定的海浪观测数据。但是，传统的观测手段如浮标等，虽然能够精确的获得海浪波高的变化信息，但是它们只能获得海浪在固定点的变化，而且覆盖面也非常有限，很难在中国海域得到超过20年的连续的海面波浪的浮标观测数据，使得预测到的海浪的有效波高不够准确。

发明内容

本发明的目的在于提供基于20CR数据预测海浪有效波高的方法及其装置，能够提高海浪有效波高预测的准确性。

本发明第一方面提供基于20CR数据预测海浪有效波高的方法，包括：

获取20CR数据中的原始数据，对所述原始数据进行数据预处理；

选取符合预设条件的海平面气压场；

根据所述20CR数据中第一年代段的数据中与所述海平面气压场相关的数据校正预测模型；

采用所述20CR数据中晚于第一年代段的第二年代段的数据评估所述预测模型；

在评估通过后，采用所述预测模型预测海浪有效波高。

可选地，所述获取20CR数据中的原始数据，对所述原始数据进行数据预处理，包括：

收集基于格点模式的20CR数据的长时段的各时次气象预报数据，包括海平面气压SLP，有效波高Hs；

获取所收集的各时次气象预报数据所标格点的坐标，基于所述坐标提取与所述坐标相对应的海平面气压矩阵S，有效波高矩阵H，其中包含m个空间点，每个空间点含有n次观测数据：

其中，S_mn是第m个空间点的第n时次的海平面气压值,H_mn是第m个空间点的第n时次的有效波高，m是空间点的个数，n是观测时次。

可选地，所述根据所述20CR数据中第一年代段的数据中与所述海平面气压场相关的数据校正预测模型，包括：

计算所述海平面气压场的海平面气压SLP的均值M，根据所述均值M得到基于格点模式的各时次的所述海平面气压SLP的距平值P：

其中，n是观测时次，i表示空间点，j表示时次；

对所述距平值P做EOF降维分析，得到不同成分及各成分对总方差的贡献率，保留前28个EOF和主成分；