基于资料循环同化和模式循环积分的台风涡旋初始化方法技术

一种基于资料循环同化和模式循环积分的台风涡旋初始化方法，包括步骤：1)利用全球大尺度生成区域数值模式的初始和边界条件，利用生成的初边界条件对数值模式从t0‑6时刻积分到t0时刻；2)利用t0时刻的预报场作为初始场，改进t0时刻预报场中的台风强度和结构；3)分别将t0时刻同化分析场和t0‑6时刻初始场分解为台风涡旋场和环境场，并提取出台风涡旋对称部分；4)将t0时刻台风涡旋对称部分重定位到t0‑6时刻的台风观测位置，并合成为一个t0‑6时刻的新分析场；5)改进t0‑6时刻涡旋的强度和结构；6)利用t0‑6时刻同化得到的最优分析场，模式向前积分6小时；7)重复前面步骤，直至满足预设标准，并对台风进行数值预报。

Typhoon Vortex Initialization Method Based on Data Cycle Assimilation and Model Cycle Integration

A typhoon vortex initialization method based on data assimilation and model cycle integration is presented. The steps are as follows: 1) Using the initial and boundary conditions of the global large-scale regional numerical model, the numerical model is integrated from time t0 to time t0 using the generated initial boundary conditions; 2) Using the forecasting field at time t0 as the initial field, the typhoon intensity and structure in the forecasting field at time t0 are improved. (3) The assimilation analysis field at time t0 and the initial field at time t0 6 are decomposed into the typhoon vortex field and the environment field respectively, and the symmetrical part of the typhoon vortex is extracted; 4) the symmetrical part of the typhoon vortex at time t0 6 is relocated to the observational position of the typhoon at time t0 6 and synthesized into a new analysis field at time t0 6; 5) the strength and structure of the vortex at time t0 6 are improved; 6) the assimilation of the typhoon vortex at time t0 The model integrates forward for 6 hours and 7) repeats the previous steps until the preset criteria are met and typhoons are predicted numerically.

【技术实现步骤摘要】
基于资料循环同化和模式循环积分的台风涡旋初始化方法
本专利技术属于数值天气预报
，尤其涉及一种基于资料循环同化和模式循环积分的台风涡旋初始化方法。
技术介绍
台风是一种破坏力极强的灾害性天气系统，经过几十年的研究，台风路径和强度的数值预报取得了很大提高，但还有很大的提升空间。数值预报是一个典型的微分方程的初边值问题，因此如何形成包含真实台风涡旋的初始场对于提高台风数值预报水平至关重要。台风发生在海洋上，台风中心附近观测资料的严重缺乏使得对台风内部结构了解不够，尤其很难为台风数值预报提供具有真实台风初始涡旋场，因此需要对台风进行涡旋初始化。总体上，台风涡旋初始化方法可以分为三类：第一类方法是首先消去初始场中较弱台风涡旋，并依据台风观测信息和经验关系式构造台风涡旋，并植入到模式初始场中，形成合成分析场，称为Bogus方法；第二类方法是利用变分同化方法(三维/四维变分同化)对构造的台风Bogus涡旋进行同化，称为Bogus同化方法；第三类方法为台风涡旋的动力初始化，该方法结合了Bogus方法和数值模式动力框架的优点，其基本思想是将Bogus涡旋植入数值模式初始场(当初始场中台风涡旋较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于资料循环同化和模式循环积分的台风涡旋初始化方法，其特征是包括下列步骤：1)模式积分：利用全球大尺度生成区域数值模式的初始和边界条件，利用生成的初边界条件对数值模式从t0‑6时刻积分到t0时刻；2)资料同化：利用t0时刻的预报场作为初始场，同化台风最佳路径集资料中的最低海平面气压，改进t0时刻预报场中的台风强度和结构；3)台风涡旋分离：通过滤波方法分别将t0时刻同化分析场和t0‑6时刻初始场分解为台风涡旋场和环境场，并从台风涡旋部分中提取出台风涡旋对称部分；4)台风涡旋重定位与合成：将提取出的t0时刻台风涡旋对称部分重定位到t0‑6时刻的台风观测位置，并与t0‑6时刻环境场合成为一个...

【技术特征摘要】
1.一种基于资料循环同化和模式循环积分的台风涡旋初始化方法，其特征是包括下列步骤：1)模式积分：利用全球大尺度生成区域数值模式的初始和边界条件，利用生成的初边界条件对数值模式从t0-6时刻积分到t0时刻；2)资料同化：利用t0时刻的预报场作为初始场，同化台风最佳路径集资料中的最低海平面气压，改进t0时刻预报场中的台风强度和结构；3)台风涡旋分离：通过滤波方法分别将t0时刻同化分析场和t0-6时刻初始场分解为台风涡旋场和环境场，并从台风涡旋部分中提取出台风涡旋对称部分；4)台风涡旋重定位与合成：将提取出的t0时刻台风涡旋对称部分重定位到t0-6时刻的台风观测位置，并与t0-6时刻环境场合成为一个t0-6时刻的新分析场；5)资料同化：在t0-6时刻，利用新分析场作为初始场对台风中心最低气压进行三维变分资料同化，改进t0-6时刻涡旋的强度和结构；6)模式积分：利用t0-6时刻同化得到的最优分析场，模式向前积分6小时；7)重复步骤2)～6)，直至...

【专利技术属性】
技术研发人员：程小平，黄小刚，王挺，费建芳，丁菊丽，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32