一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法技术

本发明专利技术涉及暴雨预报领域，具体公开了一种针对登陆广东台风对宁波暴雨影响的预报方法，包括步骤：根据气候背景分析该路径台风是否会对宁波产生影响；根据天气形式分析该路径台风是否会引发宁波暴雨；利用预设算法对相关物理量信息的进行诊断获得诊断结果和强降雨起止时间；应用当地观测系统资料获取暴雨边界层特征，获得短临预报，并结合天气形式和诊断结果构建概念模型；根据概念模型、强降雨起止时间和短临预测获得暴雨预报服务。本发明专利技术所述方案，能够较为全面的分析广东登陆台风引发宁波暴雨的概率以及持续时间，同时算法针对性强，可应用于实际操作，同时也适用于地方相似过程的预报。

A forecast method of Rainstorm in Ningbo caused by typhoon landing in Guangdong Province

【技术实现步骤摘要】
一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法
本专利技术涉及暴雨预报领域，具体涉及一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法。
技术介绍
宁波地处亚热带季风区，受台风、强对流、低涡、切变线等系统影响，时有暴雨出现。台风按其移动路径给宁波最有可能造成暴雨的是在浙江登陆的台风，其次是登陆福建并北上的，第三是紧擦浙江沿海北上的台风。登陆广东的台风，由于距离远，造成宁波暴雨的个例不是很多。例如2018年9月16日夜里到17日，1822号台风“山竹”登陆广东西移减弱过程中，宁波普降大暴雨；2017年6月13日至14日，1702号台风“苗柏”登陆广东北上减弱过程中，宁波出现了暴雨天气，虽然造成暴雨的因素比较复杂，但数值模拟表明，与“苗柏”的存在有很大关联。查阅文献，有关登陆广东引发宁波暴雨的研究比较少。但类似过程雨量大，再加上宁波没有大的河流经过，用水主要靠水库蓄水，所以对暴雨的预报要求特别高，所以预报服务的难度非常大。台风暴雨按暴雨落区距台风中心的距离，可分以下几种类型:眼壁暴雨、螺旋云带暴雨、倒槽暴雨、后部暴雨、远距离暴雨等，本方法关注的是台风远距离暴雨和倒槽暴雨。已有的研究表明：台风外围暴雨通常是在有利的大尺度背景下，中、小尺度系统活动的结果，其中台风倒槽内的中尺度对流云团发展是一个重要原因；台风远距离暴雨过程的中尺度系统具有突发性强、降水强度大和降水时段集中等特点；水汽输送对暴雨至关重要，持续不断的水汽输送有利于台风(或热带低压)环流的维持，以及雨带中对流活动的加强，从而使暴雨得以加强；副热带高压的发展使得南侧的东南急流增强，为暴雨发生提供充分的水汽供应；冷空气侵入与暖湿气流形成辐合，温度梯度和湿度梯度增大，湿斜压性明显增强，从而促进中尺度对流发展，对暴雨起到增幅作用。这些工作都从不同角度给出了台风暴雨、特别是台风外围暴雨的条件和成因，也给出了台风暴雨的一些分析方法。但是少有针对特定区域，特定路径的台风暴雨综合分析预报方法和概念模型。
技术实现思路
为了更好的预报登陆广东的台风对宁波暴雨的影响，本专利技术针对特定区域宁波，距离1000公里左右或以上登陆广东的台风，对其是否能引发宁波暴雨、强降雨持续多久，从气候背景、天气形势、物理诊断、本地化观测资料应用等多方面着手，判断在广东登陆的台风引发宁波区域性暴雨的可能性和强降雨持续时间的预报技术，提出了一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法，具体包括步骤：S1：根据气候背景分析该路径台风是否会对宁波产生影响，若是，进入下一步骤；S2：根据天气形势分析该路径台风是否会引发宁波暴雨，若是，进入下一步骤；S3：利用预设算法对相关物理量进行诊断获得诊断结果和强降雨起止时间；S4：根据观测站测得的天气信息获取暴雨边界层特征，获得短临预报，并结合天气形势和诊断结果构建概念模型；S5：根据概念模型、强降雨起止时间和短临预报获得暴雨预报服务。其中，所述步骤S1和S2中，所述气候背景包括：每月登陆广东台风分布情况、登陆广东台风引发宁波暴雨的概率；所述天气形势包括：台风外围对流云系及其倒槽发展情况、低空东南气流发展情况、台风偏南气流发展情况和其它天气系统的配置情况，所述其他天气系统包括梅雨锋、冷空气、副高位置和其它台风。进一步地，所述步骤S3中，所述物理量包括各观测系统检测范围内的气压、湿度、实测风、温度等；所述预设算法包括第一至第三预设算法，其中：第一预设算法用于获取水汽收支情况；第二预设算法用于获取非地转湿Q矢量；第三预设算法用于获取湿位涡。进一步地，所述第一预设算法为：F＝Fe+Fs+Fw+Fn，其中F为水汽通量总收支，Fe、Fs、Fw、Fn分别代表东南西北四个方向的水汽通量收支，λ为经度，为纬度，Ps为底层气压，P0为顶层气压，u和v为实测风，q为比湿，p为空气密度。进一步地，所述第二预设算法为：式中Q*为非地转湿Q矢量，和分别为x方向和y方向上的湿Q矢量分量，u、v为实测风，L为凝结潜热，代表沿一局地湿绝热线的饱和比湿的垂直坡度，p为空气密度，h表示非绝热加热作用。进一步地，所述第三预设算法为：式中MPV为湿位涡总量，ζ为绝对涡度矢量，f为科氏参数，θe为相对位温，p为空气密度；MPV1为惯性稳定性(ζ+f)和对流稳定性的湿位涡贡献；MPV2包括水平风垂直切变和湿斜压性进一步地，所述步骤S4中，所述概念模型包括第一概念模型和第二概念模型，其中：第一概念模型的构建因素有：冷空气强度、副高位置和形态、台风倒槽发展情况、低空东南急流和其它台风影响；第二概念模型的构建因素有：宁波附近对流云系发展情况、台风偏南急流、副高位置、冷空气、其他台风影响及梅雨锋。进一步地，所述观测系统包括自动气象站、多普勒雷达、风廓线雷达、高塔资料和微雨雷达。与现有技术相比，本专利技术至少含有以下有益效果：(1)本专利技术所述的一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法，既有形势判断，又有物理量诊断，且加上本地化观测资料的融合应用，能够比较全面的分析此路径台风会不会引发暴雨，强降雨持续多久；有定性描述，又有客观化的计算，直观、清晰，并可以业务化；(2)本专利技术构建了两个不同的概念模型：一是台风登陆广东前后，倒槽发展范围大，在它的东北端宁波附近有对流云团发展引发暴雨，主要判据有冷空气特征和强度、副高位置和形态、台风倒槽发展情况、低空东南急流、其它台风影响等天气形势判别及水汽收支、非地转湿Q矢量、湿位涡等物理量诊断；二是台风登陆广东前后，台风倒槽没有发展，但是其东北侧的偏南气流输送加强，加大了水汽输送和能量，同时简接地促进宁波等地的对流云系发展引发暴雨，主要判据有宁波附近对流云系发展情况、台风东北侧偏南急流、冷空气、梅雨锋、其他台风影响等天气形势判别及水汽收支、非地转湿Q矢量、湿位涡等物理量诊断。本专利技术中的算法针对性强，可实际操作；(3)适用于其他地方相似过程的预报，根据当地处于台风距离方位、台风倒槽范围、对流云系情况及与副高、冷空气、其他台风等天气系统的配合，可以判断是否会引发暴雨，并且可研发相似的本地化数理量来判断强降雨持续时间，在本地化后，也可自动运行；(4)针对特定城市研制成的业务模型，可以判断和计算每一次个例，由于宁波此前对这类台风暴雨预报研究较少，本专利技术补充了相关工作，完善了宁波台风暴雨预报体系，对于远距离台风暴雨的预报也提供了地方智慧。附图说明图1为一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法的流程图；图2为第一概念模型示意图；图3为第二概念模型示意图；图4为宁波常用暴雨预报观测站分布图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。为了更好的预报登陆广东的台风对宁波暴雨的影响，本专利技术针对特定区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法，其特征在于，包括步骤：/nS1：根据气候背景分析该路径台风是否会对宁波产生影响，若是，进入下一步骤；/nS2：根据天气形势分析该路径台风是否会引发宁波暴雨，若是，进入下一步骤；/nS3：利用预设算法对相关物理量进行诊断获得诊断结果和强降雨起止时间；/nS4：根据观测站测得的天气信息获取暴雨边界层特征，获得短临预报，并结合天气形势和诊断结果构建概念模型；/nS5：根据概念模型、强降雨起止时间和短临预报获得暴雨预报服务。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法，其特征在于，包括步骤：
S1：根据气候背景分析该路径台风是否会对宁波产生影响，若是，进入下一步骤；
S2：根据天气形势分析该路径台风是否会引发宁波暴雨，若是，进入下一步骤；
S3：利用预设算法对相关物理量进行诊断获得诊断结果和强降雨起止时间；
S4：根据观测站测得的天气信息获取暴雨边界层特征，获得短临预报，并结合天气形势和诊断结果构建概念模型；
S5：根据概念模型、强降雨起止时间和短临预报获得暴雨预报服务。


2.如权利要求1所述的一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法，其特征在于，所述步骤S1和S2中：
所述气候背景包括：每月登陆广东台风分布情况、登陆广东台风引发宁波暴雨的概率；
所述天气形势包括：台风外围对流云系及其倒槽发展情况、低空东南气流发展情况、台风偏南气流发展情况和其它天气系统的配置情况，所述其他天气系统包括梅雨锋、冷空气、副高位置和其它台风。


3.如权利要求1所述的一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述物理量包括各观测系统检测范围内的气压、湿度、实测风和温度。


4.如权利要求1所述的一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述预设算法包括第一至第三预设算法，其中：
第一预设算法用于获取水汽收支情况；第二预设算法用于获取非地转湿Q矢量；第三预设算法用于获取湿位涡。


5.如权利要求1、2或3所述所述的任意一种针对登陆广东台风引发宁波暴雨的预报方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述概念模型包括第一概念模型和第二概念模型，其中：
第一概念模型的构建因素有：冷空气强度、副高位...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱燕珍，段晶晶，沃伟锋，方艳莹，郑铮，潘灵杰，姜嘉俊，
申请(专利权)人：宁波市气象台，宁波市气象服务中心，
类型：发明
国别省市：浙江;33