数值模式降水预报的订正方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种数值模式降水预报的订正方法，包括：根据第一时间周期确定参与降水预报评分统计的训练期时间窗口；提取训练期内的数值模式降水预报值以及对应的降水观测数据，生成训练数据集；对训练期内的降水预报值分别进行消空处理；根据降水观测数据计算降水值达到第一降水阈值及以上量级时的降水预报评分，得到阈值‑评分序列；将降水预报评分值最高时的降水阈值作为预报期的最优消空阈值；对预报期内小于最优消空阈值的降水预报数值进行修正；对降水预报值进行订正。本发明专利技术公开的一种数值模式降水预报的订正方法，能够有效减少小量级降水的空报问题，显著提高降水预报产品的晴雨预报准确率及实用性。本发明专利技术还公开了一种系统和存储介质。

【技术实现步骤摘要】
数值模式降水预报的订正方法、系统及存储介质
本专利技术涉及气象预报
，尤其涉及一种数值模式降水预报的订正方法、装置及存储介质。
技术介绍
降水是公众最为关心的气象要素，政府、工业、农业、水文及地质灾害预警等各个领域对于降水预报准确性的要求也越来越高。定量降水预报由于影响其时间变化和空间分布的变量太多，被认为是数值模式预报最困难的挑战之一，其预报准确性的提升也相对缓慢。其原因主要是，定量降水预报提供的是一段时间内的总降水量，其准确度受到降水发生位置、移动方向、持续时间、降水效率以及气候背景和天气类型等诸多因素的影响。世界上各气象中心预报模式的降水预报均或多或少存在小量级降水空报的问题。因此，本申请提供了一种数值模式降水预报的订正方法，可有效减少小量级降水的空报问题，显著提高降水预报产品的晴雨预报准确率及实用性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种数值模式降水预报的订正方法，能够有效减少小量级降水的空报问题，显著提高降水预报产品的晴雨预报准确率及实用性。本专利技术实施例一提供一种数值模式降水预报的订正方法，包括：确定第一时间周期，根据所述第一时间周期确定参与降水预报评分统计的训练期时间窗口；提取所述训练期内的数值模式降水预报值以及对应的降水观测数据，生成训练数据集；根据预设的一组阈值，对所述训练期内的降水预报值分别进行消空处理，得到一组不同消空阈值处理后的训练期降水预报值；根据所述降水观测数据计算降水值达到第一降水阈值及以上量级时的降水预报评分，得到阈值-评分序列；获取所述阈值-评分序列中降水预报评分值最高时对应的降水阈值，并将所述降水预报评分值最高时对应的降水阈值作为预报期的最优消空阈值；对预报期内小于最优消空阈值的降水预报数值进行修正；通过滑动训练期的方式对所述降水预报值进行逐日滑动订正，得到每日订正后的降水预报值。作为上述方案的改进，所述根据预设的一组阈值，对所述训练期内的降水预报值分别进行消空处理，包括：当所述降水预报值小于预设的阈值时，将该降水预报值赋为0。作为上述方案的改进，还包括：通过下式计算所述降水预报评分：式中，TS表示降水预报评分；NA代表降水预报正确的站点数，即预报和实况均出现达到某量级的降水量的次数；NB为空报站点数，即预报出现达到某量级降水量而实况没有出现的次数；NC为漏报站点数，即实况出现达到某量级降水量而预报没有出现的次数。本专利技术实施例三对应提供了一种数值模式降水预报的订正系统，包括：窗口生成单元，用于确定第一时间周期，根据所述第一时间周期确定参与降水预报评分统计的训练期时间窗口；数据提取单元，用于提取所述训练期内的数值模式降水预报值以及对应的降水观测数据，生成训练数据集；预报值消空单元，用于根据预设的一组阈值，对所述训练期内的降水预报值分别进行消空处理，得到一组不同消空阈值处理后的训练期降水预报值；评分计算单元，用于根据所述降水观测数据计算降水值达到第一降水阈值及以上量级时的降水预报评分，得到阈值-评分序列；最优消空阈值计算单元，用于获取所述阈值-评分序列中降水预报评分值最高时对应的降水阈值，并将所述降水预报评分值最高时对应的降水阈值作为预报期的最优消空阈值；数值修正单元，用于对预报期内小于最优消空阈值的降水预报数值进行修正；预报值订正单元，用于通过滑动训练期的方式对所述降水预报值进行逐日滑动订正，得到每日订正后的降水预报值。作为上述方案的改进，所述根据预设的一组阈值，对所述训练期内的降水预报值分别进行消空处理，包括：当所述降水预报值小于预设的阈值时，将该降水预报值赋为0。作为上述方案的改进，还包括：通过下式计算所述降水预报评分：式中，TS表示降水预报评分；NA代表降水预报正确的站点数，即预报和实况均出现达到某量级的降水量的次数；NB为空报站点数，即预报出现达到某量级降水量而实况没有出现的次数；NC为漏报站点数，即实况出现达到某量级降水量而预报没有出现的次数。本专利技术实施例三对应提供了一种数值模式降水预报的订正系统，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本专利技术实施例一所述的一种数值模式降水预报的订正方法。本专利技术实施例四对应提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如本专利技术实施例一所述的一种数值模式降水预报的订正方法。本专利技术实施例提供的一种数值模式降水预报的订正方法，具有如下有益效果：采用滑动训练期进行最优消空阈值的统计分析，保证了参与训练数据的时效性，避免了固定训练期对距预报期较远的日期统计意义失效的问题；能够自适应订正数值预报模式降水预报的系统性误差，改善模式预报性能；降水预报能够通过数值天气预报模式直接获取，对于格点数据或站点数据均适用，普适性较高；能够针对不同地区降水特征的差异，分区域进行高针对性的降水偏差订正建模，同时可通过计算某一阈值下的不同长度训练期内的降水评分序列获得各区域甚至各格点或站点的最佳训练期长度，使订正结果更科学更合理，符合降水规律；计算量小，可满足业务应用对偏差订正数据获取的时效性需求；能够有效减少小量级降水的空报问题，显著提高降水预报产品的晴雨预报准确率及实用性。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种数值模式降水预报的订正方法的流程示意图。图2是本专利技术实施例一提供的训练期内各消空阈值对应的降水预告评分示意图。图3是本专利技术实施例一提供的24-168h降水预报消空订正前后小雨及以上量级降水预报评分示意图。图4是本专利技术实施例一提供的消空订正对晴雨预报性能的影响示意图。图5是本专利技术实施例二提供的一种数值模式降水预报的订正系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，是本专利技术实施例一提供的一种数值模式降水预报的订正方法的流程示意图，包括：S101、确定第一时间周期，根据第一时间周期确定参与降水预报评分统计的训练期时间窗口；具体地，第一时间周期选取的时间长度能够反映模式一段时间的平均预报水平，一般为20-30天。S102、提取训练期内的数值模式降水预报值以及对应的降水观测数据，生成训练数据集；S103、根据预设的一组阈值，对训练期内的降水预报值分别进行消空处理，得到一组不同消空阈值处理后的训练期降水预报值；具体地，预设的一组阈值具体为0.1-2mm区间，间隔0.1mm。进一步地，根据预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数值模式降水预报的订正方法，其特征在于，包括：/n确定第一时间周期，根据所述第一时间周期确定参与降水预报评分统计的训练期时间窗口；/n提取所述训练期内的数值模式降水预报值以及对应的降水观测数据，生成训练数据集；/n根据预设的一组阈值，对所述训练期内的降水预报值分别进行消空处理，得到一组不同消空阈值处理后的训练期降水预报值；/n根据所述降水观测数据计算降水值达到第一降水阈值及以上量级的降水预报评分，得到阈值-评分序列；/n获取所述阈值-评分序列中降水预报评分值最高时对应的降水阈值，并将所述降水预报评分值最高时对应的降水阈值作为预报期的最优消空阈值；/n对预报期内小于最优消空阈值的降水预报数值进行修正；/n通过滑动训练期的方式对所述降水预报值进行逐日滑动订正，得到每日订正后的降水预报值。/n

【技术特征摘要】
1.一种数值模式降水预报的订正方法，其特征在于，包括：
确定第一时间周期，根据所述第一时间周期确定参与降水预报评分统计的训练期时间窗口；
提取所述训练期内的数值模式降水预报值以及对应的降水观测数据，生成训练数据集；
根据预设的一组阈值，对所述训练期内的降水预报值分别进行消空处理，得到一组不同消空阈值处理后的训练期降水预报值；
根据所述降水观测数据计算降水值达到第一降水阈值及以上量级的降水预报评分，得到阈值-评分序列；
获取所述阈值-评分序列中降水预报评分值最高时对应的降水阈值，并将所述降水预报评分值最高时对应的降水阈值作为预报期的最优消空阈值；
对预报期内小于最优消空阈值的降水预报数值进行修正；
通过滑动训练期的方式对所述降水预报值进行逐日滑动订正，得到每日订正后的降水预报值。


2.如权利要求1所述的一种数值模式降水预报的订正方法，其特征在于，所述根据预设的一组阈值，对所述训练期内的降水预报值分别进行消空处理，包括：
当所述降水预报值小于预设的阈值时，将该降水预报值赋为0。


3.如权利要求2所述的一种数值模式降水预报的订正方法，其特征在于，还包括：通过下式计算所述降水预报评分：



式中，TS表示降水预报评分；NA代表降水预报正确的站点数，即预报和实况均出现达到某量级的降水量的次数；NB为空报站点数，即预报出现达到某量级降水量而实况没有出现的次数；NC为漏报站点数，即实况出现达到某量级降水量而预报没有出现的次数。


4.一种数值模式降水预报的订正系统，其特征在于，包括：
窗口生成单元，用于确定第一时间周期，根据所述第一时间周期确定参与降水预报评分统计的训练期时间窗口；
数据提取单元，用于提取所述训练期内的数值模式降水预报值以及对应的降水观测数据，生成训练数据集；
预报值消空单元，用于根据预...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海鹏，陈晓国，孟晓波，黎振宇，张志强，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44