【技术实现步骤摘要】
基于中尺度海气耦合模式的天气预报方法及系统
本专利技术涉及海气耦合模式的天气预报领域,具体地说是一种基于中尺度海气耦合模式的天气预报方法及系统。
技术介绍
海洋是国家安全的主要屏障,世界海上军事大国都把海洋气象预报作为海洋军事的头等大事。随着高技术武器装备在部队中的不断装备与应用,对军事活动的气象保障提出了新的更精确的要求,主要是还需提供与不同军兵种以及战术行动相关的气象要素。海洋气象预报由于它的特殊性,已成为气象预报的一个专项门类。海洋和大气之间存在着多种能量、质量的交换过程,这些过程对于整个大气和大洋环流方面的产生及维持十分重要。由于海洋观测资料相对稀少,海气耦合模式成为研究海气相互作用的主要方式。海气之间除季节循环及一些大尺度现象外,还存在着一些空间、时间尺度较小的海气相互作用现象,例如台风、入海气旋、风暴潮等,需要建立高分辨率的区域海气耦合模式来对其进行更为细致全面的研究。由于大气的混沌特性,单一的确定性预报逐步向多值的不确定性概率预报转化已成为一种趋势。此外,随着计算机技术的发展进入人工智能新时代,以深度学习为代表的新技术也给气象预测带来了新机遇。区域气象模式的参数化方案代表了某一区域的气候特征,在大量观测资料的基础上可以较好地学习这些气候特征,同时针对参数而非气象数据学习,又减小了模型的复杂性,提高了模型的泛化能力,有助于针对更小更精细的区域进行学习。基于上述分析,如何通过多模式大气模式替代单一大气模式,与海洋模式进行耦合进行天气预报,是需要解决的技术问题。 ...
【技术保护点】
1.基于中尺度海气耦合模式的天气预报方法,其特征在于包括如下步骤:/n基于多种中尺度大气模式构建多模式天气预报系统,以取代单一的天气模式,多模式天气预报系统用于对目标区域进行大气预报生成大气预报数据;/n获取目标区域的过往大气观测数据以及对应的最优海洋模式参数,并结合多模式预报系统对目标区域的过往大气预报数据组成训练数据;/n基于卷积神经网络构建参数模型,通过训练数据训练所述参数模型,得到训练后参数模型;/n以多模式预报系统对目标区域的实时大气预报数据作为测试数据,通过训练后参数模型对测试数据进行深度学习计算,得到对应的海洋模式预报参数;/n通过将海洋模式预报参数与获取的实时大气观测数据以及对应的海洋模式参数进行对比,根据对比结果优化训练后参数模型,得到最终参数模型;/n通过最终参数模型得到优选的海洋模式参数;/n以优选的海洋模式参数和实时大气预报数据为输入,进行海洋模式计算,得到天气预报结果。/n
【技术特征摘要】
1.基于中尺度海气耦合模式的天气预报方法,其特征在于包括如下步骤:
基于多种中尺度大气模式构建多模式天气预报系统,以取代单一的天气模式,多模式天气预报系统用于对目标区域进行大气预报生成大气预报数据;
获取目标区域的过往大气观测数据以及对应的最优海洋模式参数,并结合多模式预报系统对目标区域的过往大气预报数据组成训练数据;
基于卷积神经网络构建参数模型,通过训练数据训练所述参数模型,得到训练后参数模型;
以多模式预报系统对目标区域的实时大气预报数据作为测试数据,通过训练后参数模型对测试数据进行深度学习计算,得到对应的海洋模式预报参数;
通过将海洋模式预报参数与获取的实时大气观测数据以及对应的海洋模式参数进行对比,根据对比结果优化训练后参数模型,得到最终参数模型;
通过最终参数模型得到优选的海洋模式参数;
以优选的海洋模式参数和实时大气预报数据为输入,进行海洋模式计算,得到天气预报结果。
2.根据权利要求1所述的基于中尺度海气耦合模式的天气预报方法,其特征在于所述多种中尺度大气模式包括但不限于ARPS模式和WRF模式。
3.根据权要求1所述的基于中尺度海气耦合模式的天气预报方法,其特征在于多模式天气预报系统对目标区域进行大气预报生成预报数据,包括如下步骤:
对于每种大气模式进行计算,得到每种大气模式对应的天气要素数据;
对于所有大气模式对应的天气要素数据进行统计计算,计算集合平均值,得到大气预报数据。
4.根据权利要求1、2或3所述的基于中尺度海气耦合模式的天气预报方法,其特征在于以优选的海洋模式参数和大气预报数据为输入,包括:
通过耦合器对优选的海洋模式参数和实时大气预报数据进行数据格式转换,将上述数据格式统一的优选的海洋模式参数和实时大气预报数据作为输入。
5.根据权利要求1、2或3所述的基于中尺度海气耦合模式的天气预报方法,其特征在于所述大气预报数据为面向公众的大气预报产品;
...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩德亮,高霄霄,陈亮甫,贾国强,
申请(专利权)人:山东超越数控电子股份有限公司,
类型:发明
国别省市:山东;37
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