[发明专利]一种订正一类错误西风带槽线的方法

说明书

本发明提供了一种订正一类错误西风带槽线的方法，属于气象技术领域。本发明通过确定问题槽线以及截断点，利用截断点将问题槽线断成南北段槽线，分别对南北段槽线进行订正，得到光滑的曲线。本发明解决了在高空天气图中处理不合理的槽线形态，正确表述槽前槽后不同类别的天气情况的问题，为实现精细准确的自动化分析预报、为解放预报员打下坚实基础。

技术领域

本发明属于气象技术领域，尤其涉及一种订正一类错误西风带槽线的方法。

背景技术

大气与水均为流体，其运动十分相似，具有波动性。在高空天气图中，大气运动的波峰称为脊，波谷称为槽。如图1所示，因大气西风带中的波动近于一系列正弦波，且相邻多个波动的槽、脊连接起来常表现为线状，所以槽又称作槽线。图1中波动线是位势高度场的等值线，也是风矢量的迹线，图1中，实心黑线为位势高度场等值线，虚线为脊线，黑线为槽线，箭头为高空气流方向，如图2所示，北半球大气呈反时针方向的旋转运动称为气旋，其曲率为正值；反之，顺时针方向旋转时的曲率为负，称为反气旋。

由天气学原理可知，槽线处位势高度场等值线气旋性曲率最大，且是邻域中最低位势高度点的连线，槽线处于一团高空冷空气的运动前缘，并反映该冷空气强度等多种天气学特征。在槽线附近通常天气变化明显，如我国大部地区所处的北半球西风带中，槽线前方为暖湿的偏南气流，有上升运动，水汽丰沛往往形成云系并造成显著降水，槽线后方为干冷的偏北风，有下沉运动，天气常常晴朗少云。西风带中槽线过境时，天气由阴雨转为晴朗，所以槽线具有非常重要的天气指示意义，对预报至关重要。

槽线的形式复杂，形态多变。它不仅与位势高度场、风场紧密相关，而且在不同的大气环流形势下，与其他各类天气系统存在复杂的对立统一辩证关系，所以在高空天气业务分析工作中，槽线分析最为困难，体现了预报人员的理论素养、预报经验和对环流形势的认识理解。槽线分析是每次预报过程中最为关键的高空业务分析项目，直接关系预报的成败。槽线基本特性：

1)在位势高度场上，槽线是从低值中心向西、向南方向延伸出来的狭长区域，槽线点是等值线上的相对最南端。

2)槽线处气流与位势高度场等值线一致均具有正曲率，为气旋性流场。

3)槽线附近的天气变化明显。

4)与其他各类天气系统存在复杂的对立统一辩证关系。

5)一条槽线对应一团冷空气。

在西风带中由低值中心向南延伸的是西风槽，表示冷空气由西向东运行(如图3所示，图3中D为低压中心，阴影区A为冷空气团)。作为冷空气活动的前缘，槽线均向其运行的前方凸起，表现为正曲率。

由于槽线分析的高度复杂性，使用计算机进行自动业务分析仍存在较大困难，所以当前各国气象业务预报中依然使用人工操作。近年来槽线自动分析工作取得了重大进展，有力地促进了天气分析预报的自动化进程，有望在不远的将来解除预报员手工劳动的负担，但因该项工作的历史很短，成果有限，依然存在诸多不足。其中对槽线形态的表述在一定情况下仍存在错误，未能正确体现槽线的物理本质，因此影响预报效果。所以需要研究开发自动化的订正方法，从而进一步完善天气系统自动分析技术，推进天气预报业务逐步实现全自动化，彻底将预报人员从常规事务性的手工劳动中解放出来。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种订正一类错误西风带槽线的方法，解决了在高空天气图中处理不合理的槽线形态，正确表述槽前槽后不同类别的天气情况的问题，为实现精细准确的自动化分析预报、为解放预报员打下坚实基础。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供了一种订正一类错误西风带槽线的方法，包括以下步骤：

S1、分别获取风场格点数据、位势高度场格点数据以及槽线数据，遍历各槽线数据，计算得到槽线上各点曲率，并利用所述各点曲率确定问题槽线；