[发明专利]基于初值集合的天气预报方法及装置

权利要求书

1.一种基于初值集合的天气预报方法，其特征在于，包括：

基于起报时间的初始气象资料，确定预报初始场，所述预报初始场是将所述初始气象资料输入资料同化系统生成的；

将一个或多个大气变量、一个或多个陆面变量以及一个或多个海洋变量对应的初始扰动分别与所述预报初始场进行叠加，确定多组加扰动的预报初始场；

对每组所述加扰动的预报初始场分别进行数值积分，分别得到一组预报时间的预报结果；

将多组所述预报结果进行集合平均，得到集合预报结果；

在将一个或多个大气变量、一个或多个陆面变量以及一个或多个海洋变量对应的初始扰动分别与所述预报初始场进行叠加，确定多组加扰动的预报初始场的步骤之前，所述方法还包括：

针对一个或多个所述大气变量、一个或多个所述陆面变量以及一个或多个所述海洋变量中的任意一个当前变量，确定切线性模式的奇异值和奇异向量；并将最大的奇异值对应的奇异向量作为所述当前变量的初始扰动；

针对一个或多个所述大气变量、一个或多个所述陆面变量以及一个或多个所述海洋变量中的任意一个当前变量，确定切线性模式的奇异值和奇异向量；并将最大的奇异值对应的奇异向量作为所述当前变量的初始扰动的步骤，包括：

针对一个或多个所述大气变量、一个或多个所述陆面变量以及一个或多个所述海洋变量中的任意一个当前变量，基于如下公式进行奇异值分解：

其中，w为变量对应的矩阵，U为左奇异向量对应的方阵，Σ为奇异值对应的矩阵，v为右奇异值向量对应的矩阵，λ为w的特征值，μ为w的特征向量；

确定分解得到的最大的奇异值以及所述最大的奇异值对应的奇异向量；

将最大的奇异值对应的奇异向量作为所述当前变量的初始扰动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将一个或多个大气变量、一个或多个陆面变量以及一个或多个海洋变量对应的初始扰动分别与所述预报初始场进行叠加，确定多组加扰动的预报初始场的步骤之前，所述方法还包括：

针对一个或多个所述大气变量、一个或多个所述陆面变量以及一个或多个所述海洋变量中的任意一个当前变量，确定预设时间的预报场与同一时刻的分析场，并将所述预报场与所述分析场之间的偏差作为所述当前变量的初始扰动。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述大气变量的预报场与分析场之间的偏差的计算公式如下：

p(mx,my,ml)＝ω×random(mx,my,ml)×E(ml)

所述陆面变量的预报场与分析场之间的偏差的计算公式如下：

p(mx,my,ml)＝ω×random(mx,my)×E(ml)

所述海洋变量的预报场与分析场之间的偏差的计算公式如下：

p(mx,my,ml)＝ω×random(mx,my,ml)×E(ml)

其中，p(mx,my,ml)为繁殖循环开始时的初始扰动场；E(ml)为24小时控制预报的各层均方根误差，mx、my以及ml分别用于指示横向、纵向以及高度方向上的位置；ω为调整系数；random(mx,my,ml)为大气变量或海洋变量叠加初始扰动时的[-1,1]之间均匀分布的随机数，random(mx,my)为陆面变量叠加初始扰动时[-1,1]之间均匀分布的随机数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述集合预报结果为短期天气预报结果、中期天气预报结果、长期天气预报结果和气候预报结果中的任意一项。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于起报时间的初始气象资料，确定预报初始场的步骤之前，所述方法还包括：

获取预设区域的起报时间的初始气象资料。