[发明专利]一种应用于降雨预报的数据同化方法

权利要求书

1.一种应用于降雨预报的数据同化方法，包括以下几个步骤：

步骤1、数据同化方法的选取；

所述步骤1中数据同化方案选取目前应用效果较好的三维变分数据同化方法和集合卡尔曼滤波同化方法,形成数据同化方法集合；

步骤2、构建多源气象信息数据库；

所述的步骤2选用美国国家大气研究中心NCAR提供的地表观测数据和高空观测数据、区域雷达数据、卫星遥感数据、火箭探空数据，形成气象信息数据库；

所述步骤2中用于数据同化的观测数据均为降雨数据，其单位为mm；

步骤3、对多源气象信息进行数据同化；

步骤3.1、确定数据同化的方案共30种：

，

同时对多种数据进行同化时，并非是对两种数据之和进行同化，而是在操作时，依次对两种数据进行同化；步骤3.2、步骤3.1采用降雨预报的相对误差来判断各数据同化方案的优劣：

式中，α_i为第i个数据同化方案同化后的降雨预报的相对误差，p_i′为第i个数据同化方案同化后的预报降雨量，p_i为对应的实测降雨量，i取1,2,3，……,29,30；

步骤3.3、根据步骤3.2中的相对误差，确定整体效果优的同化方法：计算三维变分数据同化方法的整体相对误差m与集合卡尔曼滤波法的整体相对误差n：

若mn，则三维变分同化的整体效果优于集合卡尔曼滤波法，若mn，则集合卡尔曼滤波法整体效果优于三维变分同化，若m＝n，则三维变分同化与集合卡尔曼滤波法整体效果相同。

步骤4、确定最佳同化数据集；

步骤4是根据步骤3.3确定的整体效果优的同化方法，在15个三维变分数据同化方法方案或15个集合卡尔曼滤波法方案中，相对误差最小的5个方案所采用的同化数据，构成研究区的最佳同化数据集，为下一次降雨预报进行数据同化提供依据，选出表现较好的5个数据同化方案形成数据集来进行预报的方法可称为集合预报，基于这5个数据同化方案分别进行降雨预报，最终可获得5个降雨预报结果，可以提高降雨预报的精度，而且增加多源气象信息可以弥补不同气象数据的不足，使用上述最佳同化数据集为下一次降雨预报进行数据同化提供应用。