[发明专利]一种优化的雷达数据同化方法

摘要

本发明涉及一种优化的雷达数据同化方法，步骤包括雷达资料的收集与预处理；雷达数据分层；不同时间间隔下雷达数据的同化设计；制定雷达数据同化方案；计算各层雷达数据的平均相对误差；选出最佳雷达数据层；分析；选取最佳同化时间。本发明通过将大气分层和精确控制获取雷达探测数据的时间间隔的方式，从提升雷达资料同化的精度和效率角度出发，尽可能在保证同化精度的条件下，实现同化效率的提升。通过同化雷达资料，可以大幅提升降雨的模拟或预报精度，为决策者提供充足的时间准确制定防洪预警预案、水库调度方案等，在气象、水文部门有重要的理论与实践意义。

主权项

一种优化的雷达数据同化方法，其特征在于，所述的方法的步骤如下：雷达资料的收集与预处理的步骤：用于收集反射率和径向速度这两种雷达基数据，并将所述的雷达基数据转化为能够被WRF模式同化的数据格式，形成雷达数据；雷达数据分层的步骤：用于将雷达数据按照雷达在大气层中探索的高度不同进行分层，形成多个层数据组，将多个层数据组排列组合为多个分层数据文件，所述的分层是对反射率和径向速度两种数据按照其距离地面的高度进行分层；不同时间间隔下雷达数据的同化设计的步骤：用于设置雷达获取数据的时间间隔，设置最短同化时间间隔，设置最长同化时间间隔，在最短时间间隔和最长时间间隔之间以雷达获取数据的时间间隔为级差，形成等差的时间间隔系列；制定雷达数据同化方案的步骤；依据所述的时间间隔序列制定所有的同化方案；计算各层雷达数据的平均相对误差的步骤：用于使用公式：其中：rj为第j个分层文件的雷达数据的平均相对误差、rij表示第j个文件以i同化时间间隔的雷达数据的相对误差、m为一个分层数据文件中的同化方案个数，计算各层雷达数据的平均相对误差；选出最佳雷达数据层的步骤：用于对比各层雷达数据的平均相对误差，找出平均相对误差最小的层为最佳雷达数据层；分析的步骤：用于对最佳的雷达数据层进行不同同化时间间隔的分析，以同化效率和同化精度为纵轴、同化时间间隔为横轴，绘制同化效率曲线、同化精度曲线与同化时间间隔的关系图；选取最佳同化时间的步骤：用于通过同化效率曲线和同化精度曲线的交点在同化时间间隔轴线上的投影t’，确定为最佳同化时间间隔t，若t’不是雷达获取数据的时间间隔的倍数，则选择与t’前后最近的雷达获取数据的时间间隔的倍数时间t1或t2为最佳同化时间间隔t。