[发明专利]登陆台风近地层风特性及其与晴空风特性差异的分析方法

说明书

本发明公开了一种登陆台风近地层风特性及其与晴空风特性差异的分析方法，包括登陆台风路径和多源垂直梯度探测数据预处理；采用台风移动路径象限客观分析法进行数据分类；综合利用阈值和百分位法挑选台风影响样本簇；利用临近距离法和云量阈值挑选晴空样本簇；通过时空匹配法获取配对的台风影响及晴空样本簇；不同影响象限内分别开展风廓线对比研究。基于登陆台风影响空间的客观分类而开展登陆台风近地层风特性的差异性分析方法，既实现了登陆台风不同影响部位的客观分类，解决了主观分类不能大规模推广应用的技术问题，又克服了仅关注台风风特征本身而忽略其与良态风特性的差异问题，整体上提升了对登陆台风近地层风特征分类分析的适应性。

技术领域

本发明属于气象数据分析与处理技术领域，涉及一种登陆台风近地层风特性分析的方法，尤其涉及一种基于影响空间客观分类而开展的登陆台风近地层风特性及其与晴空风特性差异的分析方法。

背景技术

登陆台风近地层风特性的准确刻画是高层结构抗台设计的首要任务，尤其是台风影响风廓线及其与晴空风廓线的差异是其中最重要的因素之一。登陆台风受到地形摩擦作用，近地层风场特征复杂，且具有独特的非对称螺旋结构，使得常规均匀的风特性统计分析方法不再适用。因此，登陆台风近地层风特性的客观分类分析方法是工程抗台防灾减灾的核心技术之一。

基于致灾影响的登陆台风近地层风特性分析中的重点环节是针对登陆台风的非对称结构对数据样本进行分型分类，进而获取具有代表性的样本簇开展相关的风特性分析。目前受限于登陆台风影响期间的观测数据稀少问题，以往的分类分析方法都是基于某个台风生命周期内的风速变化曲线，主观选择风速阈值从时间维度上对台风的影响进行分类，个性化较强，一方面使其大规模推广应用受到限制；另一方面，上述方法本身未考虑台风移动路径上不同方位空间上的差异及台风影响风特性与非台风影响风特性的差异，难以真实反映登陆台风的非对称风场特征。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种登陆台风近地层风特性及其与晴空风特性差异的分析方法，该方法基于登陆台风的影响空间客观分类而开展，包括登陆台风路径和多源垂直梯度探测数据预处理；采用台风移动路径象限客观分析法进行数据分类；综合利用阈值和百分位法挑选台风影响样本簇；利用临近距离法和云量阈值挑选晴空样本簇；通过时空匹配法获取配对的台风影响及晴空样本簇；不同影响象限内分别开展风廓线对比研究。本发明的上述方法，既实现了登陆台风不同影响部位的客观分类，解决了主观分类不能大规模推广应用的技术问题，又克服了仅关注台风风特征本身而忽略其与良态风特性的差异问题，整体上提升了对登陆台风近地层风特征分类分析的适应性，且具有较强的通用性。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种登陆台风近地层风特性及其与晴空风特性差异的分析方法，所述分析方法基于登陆台风的影响空间的客观分类而开展，其特征在于，所述分析方法至少包括如下步骤：

SS1.登陆台风移动路径和多源垂直梯度探测数据预处理：确定登陆台风移动路径，并根据登陆台风移动路径初选其影响范围内的多源垂直探测资料；

SS2.采用台风移动路径象限客观分析法进行数据分类：利用台风移动路径和站点经纬度信息，逐小时动态计算台风中心位置处不同影响象限内探测站点的分布，将其影响范围内的探测资料按照时间和空间特征划分为右前、右后、左前和左后四个影响象限组；

SS3.综合利用阈值和百分位法挑选台风影响样本簇：在步骤SS2所划分的四个影响象限组中，以固定探测点为基准，综合参考特征高度层的风速阈值和百分位风速值挑选出该探测点受台风影响的大风样本簇；

SS4.利用临近距离法和云量阈值挑选晴空样本簇；

SS5.通过时空匹配法获取配对的台风影响及晴空样本簇；

SS6.不同影响象限内分别开展风廓线对比研究。