南支槽对中长期径流预报的影响研究方法技术

本发明专利技术公开一种南支槽对中长期径流预报的影响研究方法，步骤为：首先根据冬季和春季南支槽的定义，分别计算出冬季南支槽和春季南支槽强度指数；然后对计算出的强度指数进行标准化处理，分析得到南支槽的年际变化特征；再定义南支槽全度指数的强弱临界值，进而分别筛选出冬季南支槽的强弱年和春季南支槽的强弱年；然后对比南支槽强年份与南支槽弱年份，南方地区的降水情况；最后对冬季、春季南支槽强度指数与南方地区水文站的实际降水数据进行相关性分析，得到南支槽系数及其与不同月份实际降水量的相关系数，以较高相关系数高作为南支槽对南方各个水文站点径流的相关系数，作为中长期天然径流的预测依据，以提高预测准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天气系统对径流区域降雨的影响研究
，特别是一种南支槽对中长期径流预报的影响研究方法。
技术介绍
南方电网区域水能资源丰富，约占全国的三分之一，主要分布在西部的云南、贵州、广西三省区的红水河、乌江、澜沧江、金沙江、怒江等各大流域。水电对南方电网的安全稳定运行和电力供应具有十分重要的影响。但是，由于水电发电能力受天然径流的影响，具有很大的不确定性，因此，如何提高天然径流的预测准确性尤其是中长期预测的准确性，成为了水电调度运行上迫切需要解决的困难之一。冬季亚洲高空西风带受青藏高原影响分裂为南北两支，在高原南侧位于副热带地区的西风带简称南支西风带，这支西风带在孟加拉湾地区产生的一种地形槽称副热带南支西风槽，简称南支槽，是冬季影响南亚和东亚的主要天气系统。它是南支西风上的一种扰动，随南支急流生消而生消，夏半年的南支槽无论强度和次数都远小于冬季。从多年平均冬季(10～5月)500hPa位势高度场图中可以看出，南支槽主要形成于孟加拉湾北部至青藏高原南侧地区(15°-27.5°N，80°-100°E)。南支槽影响我国南方降水天气有移动和静止两种方式，且以静止居多。当槽后副热带高压较强时，南支槽快速东移，当槽前和槽后的副热带高压势力相当时，则有利于南支槽在孟加拉湾缓慢东移或静止。移动性南支槽过境时可造成地面温度降低，湿度减小，风向由偏南转为偏北，雨区也自西向东移动。移动性南支槽在东移的过程中不但提供水汽输送，槽前上升运动也为降水增强提供必要的动力条件。静止性南支槽对我国降水的影响主要是提供源源不断的水汽输送。冬季，南支槽最深为明显的斜压槽，槽后有强冷平流相配合，冷空气活动频繁，但冬季南支槽前西南风水汽输送较弱，上升运动浅薄，无强对流活动，南支槽前降水不明显，雨区主要位于高原东南侧昆明准静止锋至华南一带，且降水不多。冬季南支槽如无冷空气配合，一般只出现局部阵雨或小到中雨天气，当南支槽与冷空气结合，则可造成大范围的降温、降雪天气。春季，低纬高原和整个华南地区的连阴雨天气皆与南支槽有关。春季冷温槽超前使得南支槽强度不如冬季强，但降水增加，是南支槽最活跃的时期，主要原因有三方面：一是冬季南支西风强，西风带平直少波动，春季随着西风强度减弱，南支西风带波动增加，多槽脊活动；二是冬季南支槽上空为强大的南支急流控制，急流中心入口区右侧强烈的下沉运动抑制了槽前上升运动的发展，春季随着急流减弱北撤，急流入口区南侧的次级环流上升支使得南支槽垂直运动向上伸展，对流活跃，降水骤增；三是冬季水汽输送偏弱而春季偏强，特别是副高外围与南支槽相结合使槽前暖湿水汽输送增强，垂直上升运动发展和对流增强，这为春季南支槽降水提供了丰沛的水汽来源。全球大气环流在20世纪70年代末发生了明显的转变，在这个转变发生之后亚洲季风环流及赤道东太平洋的信风也发生了明显减弱。同时，很多研究指出PDO对东亚季风，甚至全球气候都有重要影响。因此如何定义冬季副热带南支西风槽？南支槽的季节内振荡和年际、年代际变化有什么规律？南支槽对南网地区降雨的影响，都是值得进一步研究和探讨的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种南支槽对中长期径流预报的影响研究方法，对南支槽与南方电网地区径流的影响关系进行研究，以提高天然径流的预测准确性尤其是中长期预测的准确性。本专利技术采取的技术方案具体为：一种南支槽对中长期径流预报的影响研究方法，包括以下步骤：步骤一，根据从天气-气候的观点对冬季南支槽和春季南支槽的定义，分别计算出每年的冬季南支槽和春季南支槽强度指数；步骤二，对冬季南支槽和春季南支槽强度指数数据进行标准化处理，分析得到南支槽的年际变化特征；步骤三，基于标准化处理后的强度指数数据，定义南支槽强度指数的强弱临界值，进而分别筛选出冬季南支槽的强、弱年和春季南支槽的强、弱年；步骤四，对南支槽强弱年的降水数据进行合成分析，对比南支槽强年份与南支槽弱年份，南方地区的降水情况；步骤五，对冬季南支槽、春季南支槽强度指数，与南方地区水文站的实际降水数据进行相关性分析；计算南支槽强度指数与不同月份实际降水量的相关系数，筛选出相关系数高的，作为南支槽对南方各个水文站点径流的相关系数。进一步的，本专利技术步骤一中，根据南支槽的定义，基于水平分辨率为2.5°×2.5°的NCEP/NCAR全球逐月再分析资料，对于春季南支槽，计算从1950～2009年每年4月份的500hPa高度场上，在15～27.5°N纬度带范围内，从80°E到100°E内，每隔2.5个经度，相应经度上位势高度的平均值；然后对得到的多个平均位势高度值进行比较，得到其中的最小值，作为当年春季南支槽的强度指数。经计算得到的目标值共9个，比较这9个平均位势高度值，对于其中的最小值简写为Isi(SBT Intensity Index)。Isi值的较大或较小，对应代表春季南支槽较弱或较强。其中对位势高度值的计算参考现有A.A.吉尔斯等定义东亚大槽强度指数的方法，为现有算法。对于冬季南支槽，以冬季(10月-次年5月)南支槽主要活动区域(15°N-27.5°N，80°E-100°E)平均的500hPa位势高度场，作为衡量该年冬季南支槽强、弱的强度指数。即计算每年10月到次年5月南支槽活动区域所有的位势高度的平均值，最终得到每年有一个强度指数值，指数值大，表示该年南支槽比较弱，反之亦然。本专利技术步骤二中，对冬季和春季的南支槽强度指数进行标准化处理后，进而基于标准化处理后的数据进行强度指数与年份相关的绘图，得到强度指数的年度变化趋势图，以方便分析冬季和春季南支槽强度的年际变化特征。上述标准化处理即：标准化结果数据＝(原数据-均值)/标准差。本专利技术步骤三中，对冬季和春季的南支槽指数进行标准化处理后，以正负1为临界值，确定南支槽强、弱年，大于1的年份取为南支槽的减弱年；小于-1的年份为南支槽的增强年。步骤四中，将春季南支槽增强年与减弱年的4月降水量进行合成，得到增强年与减弱年之间降水量的差值，进而制作差值图。然后可与相关系数构造的图进行比较分析。上述相关系数构造图，即59年对应的59个南支槽强度指数分别与南网地区95个站点的59年的降雨量进行相关分析，由计算得到的相关系数的离散点数据绘制而成。实际计算得到的相关系数从西向东基本呈“+-+”分布。Isi值越小，南网地区的中部降水偏多，在贵州地区、云南东部的部分地区相关系数达到-0.35以上。而在广东和云南西北部地区降水是减少的。在南支槽减弱年和增强年的降水量差值分布图与相关分析图的分布形势非常相似。春季往往在南支槽强度指数值越小(大)时，南支槽偏强(弱)，南网地区中部，主要是贵州、广西地区有可能出现降水偏多(少)，南网地区的东部(主要是广东地区)、云南的西北部地区降水明显偏少(多)。上述步骤四研究的是南支槽与整个南网地区的降雨的关系，下述步骤五研究的是南支槽和单个水文站的关系。步骤五中，分别计算冬季、春季南支槽强度指数与各个水文站点降水量的关系，利用同期相关系数和滞后相关分析方法，分别计算南支槽强度指数与不同月份降水量的相关系数，筛选出相关系数高的月份，作为南支槽对南方各个水文站点径流的相关系数。例如2月的指数和南网地区径流4月份的径流相关性大，即相关系数大，那么可以在知道2月南支槽强度指数的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种南支槽对中长期径流预报的影响研究方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一，根据从天气‑气候的观点对冬季南支槽和春季南支槽的定义，分别计算出每年的冬季南支槽和春季南支槽强度指数；步骤二，对冬季南支槽和春季南支槽强度指数数据进行标准化处理，分析得到南支槽的年际变化特征；步骤三，基于标准化处理后的强度指数数据，定义南支槽强度指数的强弱临界值，进而分别筛选出冬季南支槽的强、弱年和春季南支槽的强、弱年；步骤四，对南支槽强弱年的降水数据进行合成分析，对比南支槽强年份与南支槽弱年份，南方地区的降水情况；步骤五，对冬季南支槽、春季南支槽强度指数，与南方地区水文站的实际降水数据进行相关性分析；计算南支槽强度指数与不同月份实际降水量的相关系数，筛选出相关系数高的，作为南支槽对南方各个水文站点径流的相关系数。

【技术特征摘要】
1.一种南支槽对中长期径流预报的影响研究方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一，根据从天气-气候的观点对冬季南支槽和春季南支槽的定义，分别计算出每年的冬季南支槽和春季南支槽强度指数；步骤二，对冬季南支槽和春季南支槽强度指数数据进行标准化处理，分析得到南支槽的年际变化特征；步骤三，基于标准化处理后的强度指数数据，定义南支槽强度指数的强弱临界值，进而分别筛选出冬季南支槽的强、弱年和春季南支槽的强、弱年；步骤四，对南支槽强弱年的降水数据进行合成分析，对比南支槽强年份与南支槽弱年份，南方地区的降水情况；步骤五，对冬季南支槽、春季南支槽强度指数，与南方地区水文站的实际降水数据进行相关性分析；计算南支槽强度指数与不同月份实际降水量的相关系数，筛选出相关系数高的，作为南支槽对南方各个水文站点径流的相关系数。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤一中，根据南支槽的定义，基于水平分辨率为2.5°×2.5°的NCEP/NCAR全球逐月再分析资料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐红兵，李崇浩，李树山，滕小羽，于华，王平，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，南京信大高科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44