[发明专利]通过同化反演的水汽含量优化数值天气预报的方法及装置

说明书

本发明的实施例公开了一种通过同化反演的水汽含量优化数值天气预报的方法及装置，根据观测卫星接收到的由地面辐射产生的辐亮度，通过反演推算出各大气层的分层水汽含量。由推算出的各大气层的分层水汽含量对数值天气预报模式的初始场进行优化，得到优化后的初始场，通过优化后的初始场进行新的天气预报。优化后的初始场考虑了大气中水汽对场的影响，因此使优化后的初始场进行天气预报相较于基于原始的初始场更能准确地反应真实天气状况。该方法实现了结合卫星观测数据对初始场的优化，通过优化的目标初始场能够得到更接近真实状况的天气预报。

技术领域

本发明涉及气象数值预报技术领域，尤其是涉及一种通过同化反演的水汽含量优化数值天气预报的方法及装置。

背景技术

数值天气预报的准确性主要依赖于预报模式和模式初始场的准确性两部分。目前数值模式误差已得到有效控制，如何提高模式初始场的精度成为了国内外科学家的主要研究课题。随着国内外卫星时空分辨率的提高，卫星资料正逐步取代常规探测资料主导地位，成为改善数值天气预报效果重要而有效的观测资料。发展较为成熟的数值天气预报模式WRF和将全球和区域的变分同化技术集于一体的资料分析系统GSI是目前国内外应用较为广泛的同化方案。同化系统使用的卫星资料几乎囊括了美国NOAA、MODIS、DMSP极轨系列、GEOS静止系列和欧洲METEOSAT系列等卫星所提供的卫星观测等多颗卫星多种探测仪多种通道的卫星资料。同化的方式包括直接同化和间接同化，但由于辐射传输模拟在陆地的局限性，使得直接同化在陆地区域的应用还存在较大不确定性。同化变分方式目前主要包括三维变分同化(3DVAR)和四维变分(4DVAR)同化，由于3DVAR对计算量的需求较小，而4DVAR虽有动力约束方面的优越性却需要占用大量的计算资源，所以3DVAR仍是目前使用较为广泛的一种同化方法。

在实际应用过程中，发明人发现现有的天气预报的精度有待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何解决天气预报的精度有待提高的问题。

在本发明中，发明人首次利用反演得到的分层水汽对数值预报模式进行同化，在现有技术基础上填补了利用水汽通道反演结果间接同化数值预报模式的空白，同时还利用优化后的预报结果进行云图模拟，为判断预报结果提供更直观的图像信息，极大地提高了同化技术在天气预报中的应用效果。

针对以上技术问题，本发明的实施例提供了一种通过同化反演的水汽含量优化数值天气预报的方法，包括：

获取数值天气预报模式的初始场和卫星观测到的辐亮度；

根据卫星观测到的辐亮度反演得到大气各高度层中的分层水汽含量；

根据反演得到的分层水汽含量对数值天气预报模式的初始场进行优化，得到优化后的初始场；

根据优化后的初始场利用数值天气预报模式进行新的天气预报。

本实施例提供了一种通过同化反演的水汽含量优化数值天气预报的装置，包括：

获取模块，用于获取数值天气预报模式的初始场和卫星观测到的辐亮度；

反演模块，用于根据卫星观测到的辐亮度反演得到大气各高度层中的分层水汽含量；

优化模块，用于根据反演得到的分层水汽含量对数值天气预报模式的初始场进行优化，得到优化后的初始场；

预报模块，用于根据优化后的初始场利用数值天气预报模式进行新的天气预报。

本实施例提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中；

所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；

所述通信接口用于该电子设备和基站的通信设备或者其它服务器的通信设备之间的信息传输；