[发明专利]基于初值集合的天气预报方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于初值集合的天气预报方法及装置，涉及计算机技术领域，包括：基于起报时间的初始气象资料，确定预报初始场；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。通过考虑了更多的不确定性，可以改进集合预报的效果。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其是涉及一种基于初值集合的天气预报方法及装置。

背景技术

传统数值天气预报是将观测值作为初值，通过求解大气动力学方程和热力学方程组，从而客观、定量地分析得到天气预报。但大气是一个混沌、复杂、高度非线性的系统，因此准确地观测、描述和预报大气状态及变化规律，从理论上讲是不可能的，大气探测的误差非常大，使得数值预报模式的初值存在误差，而数值模式对大气初值非常敏感，这种误差会随着模式积分时间的延长而迅速增大。误差的增长则会导致预报值发散，以致根据发散的预报值得到的预报误差也较大。除此之外，数值天气预报还存在以下不确定性：对地球大气有限的了解、数值模式必要的近似和离散、大气过程描述的不完整性、有限的观测和初边值误差等。为减少不确定性对预报的影响，面向天气尺度的集合预报在近年得到迅速发展。集合预报是通过多模式、多扰动、多强迫等方法从物理和数值方面构造的多成员预报，和单一预报不同，集合预报在提供一个平均预报状态的同时还提供预报的不确定性范围或概率预报。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于初值集合的天气预报方法及装置，以缓解了现有技术中存在的集合预报不精确的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于初值集合的天气预报方法。该方法包括：

基于起报时间的初始气象资料，确定预报初始场；

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。

在一些可选地实现中，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。

在一些可选地实现中，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。

在一些可选地实现中，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。

在一些可选地实现中，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。

第二方面，提供了一种基于初值集合的天气预报装置。该装置包括：

第一确定模块，用于基于起报时间的初始气象资料，确定预报初始场；