一种梯度风平衡的台风客观定强方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及热带气旋强度诊断技术领域，具体为一种基于梯度风平衡的台风客观定强方法及系统。梯度风平衡的台风客观定强方法包括如下步骤：获取当前时刻热带气旋中心的第一所在位置，距离当前时刻预设时间内热带气旋中心的第二所在位置，当前时刻热带气旋中心的最低气压；根据所述第一所在位置和第二所在位置确定热带气旋的移动速度；获取当前时刻距离热带气旋中心固定区域内的风场数据，确定热带气旋的尺度；获取当前时刻距离热带气旋中心固定区域内的气压场数据，确定平均环境气压；根据所述第一所在位置、最低气压、平均环境气压、热带气旋的尺度和移动速度得到热带气旋的强度。本发明专利技术通过建立梯度风平衡关系综合多因子的影响，改善主观判断和结果单一的不足之处，提高台风定强的准确性和客观性。定强的准确性和客观性。定强的准确性和客观性。

【技术实现步骤摘要】
一种梯度风平衡的台风客观定强方法及系统


[0001]本专利技术涉及热带气旋强度诊断
，具体为涉及一种基于梯度风平衡的台风客观定强方法及系统。

技术介绍

[0002]确定热带气旋强度是制作热带气旋强度预报和发布热带气旋预警的第一步，热带气旋定强精度不仅会影响热带气旋强度预报的质量，同时也会影响到热带气旋所带来的狂风、暴雨和风暴潮等预测情况。衡量热带气旋强度有两个指标，即热带气旋中心附近最大风速和热带气旋中心最低气压。通常情况下，通过飞机或者地面观测到的热带气旋中心最低气压是表征热带气旋强度最准确和最可靠的参数，但是热带气旋造成的灾害往往与热带气旋中心附近最大风速有着密切关系，由此要求对热带气旋进行客观精准定强。本专利中，热带气旋强度特指热带气旋中心附近最大风速。
[0003]目前，我国台风业务工作中使用的热带气旋中心最低气压和热带气旋中心附近最大风速是一一对应关系，是基于旋衡风平衡简化得到的。旋衡风平衡是指考虑热带气旋中心是强烈的涡旋运动，只考虑气压梯度力和离心力的作用，忽略了柯氏力、摩擦力等其他因素，最后只能通过预报员凭借自己的经验进行主观性调节，不能够综合多因子影响，缺乏台风定强的准确性和客观性。

技术实现思路

[0004]针对现有方法的不足以及实际应用的需求，为了提高台风定强的准确性和客观性，一方面本专利技术提供了一种梯度风平衡的台风客观定强方法，其包括如下步骤，获取当前时刻热带气旋中心的第一所在位置、距离当前时刻预设时间内热带气旋中心的第二所在位置以及当前时刻热带气旋中心的最低气压；根据所述第一所在位置和所述第二所在位置确定热带气旋的移动速度；获取当前时刻距离热带气旋中心固定区域内的风场数据，确定热带气旋的尺度；获取当前时刻距离热带气旋中心固定区域内的气压场数据，确定平均环境气压；根据所述第一所在位置、所述中心附近最低气压、所述平均环境气压、所述热带气旋的尺度和所述移动速度得到热带气旋的强度。本专利技术方法具体考虑到，热带气旋中心的涡旋运动和位于较高纬度时热带气旋对旋衡风关系的不适用，此梯度风平衡的台风客观定强方法具有更高的准确性。本专利技术方法使得同一个热带气旋中心的最低气压，不再只对应同一个热带气旋强度，而是针对不同的热带气旋尺度、热带气旋中心纬度、热带气旋移动速度以及环境气压等客观影响，得到同一个热带气旋中心的最低气压可以对应不同的热带气旋强度。同时，本专利技术能够综合多因子的影响，从而提高台风定强结果的准确性和客观性。
[0005]可选地，确定所述热带气旋的移动速度通过如下计算公式得到：
[0006]A＝6370.949km；pi＝3.141592654；
[0007]LATP1＝LAT1*pi/180；LONP1＝LON1*pi/180；
[0008]LATP2＝LAT2*pi/180；LONP2＝LON2*pi/180；
[0009]DIS＝sin(LATP1)*sin(LATP2)+cos(LATP1)*cos(LATP2)*cos(LONP1
‑
LONP2)；
[0010]SPD＝(DIS*1000)/(12*3600)
[0011]其中，A表示地球的半径，pi表示圆周率，LATP1表示第一所在位置的纬度，LONP1表示第一所在位置的经度，LATP2表示第二所在位置的纬度，LONP2表示第二所在位置的经度，DIS表示第一所在位置和第二所在位置两点之间的球面距离，SPD表示移动速度。
[0012]可选地，获取所述热带气旋的尺度包括：读取当前时刻模式分析场的风场数据；根据所述风场数据计算热带气旋的尺度。
[0013]可选地，所述风场数据与所述尺度满足如下关系：
[0014][0015]其中，S表示热带气旋的尺度，V
500
表示距离热带气旋中心400
‑
600km的平均风速，V
500C
表示V
500
的气候平均值。
[0016]可选地，所述梯度风平衡的台风客观定强方法还包括：计算距离热带气旋预设区域内的平均风速。
[0017]可选地，所述平均风速通过如下方式计算得到：
[0018][0019]x＝0.1147+0.0107MSW
500
‑
0.001(LAT1
‑
25)；
[0020]R
max
＝66.785
‑
0.1769MSW
500
+1.0619(LAT1
‑
25)
[0021]其中，V
500C
表示V
500
的气候平均值，MSW
500
表示距离热带气旋预设距离的最大风速值，x表示V
500C
的计算公式指数，R
max
表示最大风速半径，LAT1表示第一所在位置的纬度。
[0022]可选地，所述梯度风平衡的台风客观定强方法还包括：
[0023]建立梯度风平衡关系。
[0024]可选地，所述梯度风平衡关系满足如下公式：
[0025]Δp＝a+bMSW+cMSW2[0026]其中，Δp表示热带气旋中心最低气压与环境气压之间的差值，a、b、c分别表示参数，MSW表示热带气旋的强度。
[0027]可选地，所述根据所述第一所在位置、所述最低气压、所述平均环境气压、所述热带气旋的尺度和所述移动速度得到热带气旋的强度，公式如下：
[0028][0029]其中，MSW表示热带气旋的强度，S表示热带气旋的尺度，LAT1表示第一所在位置的纬度，Penv表示平均环境气压，MSLP表示热带气旋中心的最低气压，SPD表示热带气旋的移动速度。
[0030]第二方面，为能够高效地执行本专利技术所提供的梯度风平衡的台风客观定强方法，本专利技术还提供了一种梯度风平衡的台风客观定强系统，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如本专利技术第一方面所述的梯度风平衡的台风客观定强方法。本专利技术的梯度风平衡的台风客
观定强系统，结构紧凑、性能稳定，能够稳定地执行本专利技术提供的梯度风平衡的台风客观定强方法，提升本专利技术整体适用性和实际应用能力。
附图说明
[0031]图1为本专利技术的梯度风平衡的台风客观定强方法流程图；
[0032]图2为本专利技术的梯度风平衡的台风客观定强系统结构图。
具体实施方式
[0033]下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路，软件或方法。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梯度风平衡的台风客观定强方法，其特征在于，包括如下步骤：获取当前时刻热带气旋中心的第一所在位置、距离当前时刻预设时间内热带气旋中心的第二所在位置以及当前时刻热带气旋中心的最低气压；根据所述第一所在位置和所述第二所在位置确定热带气旋的移动速度；获取当前时刻距离热带气旋中心固定区域内的风场数据，确定热带气旋的尺度；获取当前时刻距离热带气旋中心固定区域内的气压场数据，确定平均环境气压；根据所述第一所在位置、所述最低气压、所述平均环境气压、所述热带气旋的尺度和所述移动速度得到热带气旋的强度。2.根据权利要求1所述的梯度风平衡的台风客观定强方法，其特征在于，确定所述热带气旋的移动速度，通过如下公式计算得到：A＝6370.949km；pi＝3.141592654；LATP1＝LAT1*pi/180；LONP1＝LON1*pi/180；LATP2＝LAT2*pi/180；LONP2＝LON2*pi/180；DIS＝sin(LATP1)*sin(LATP2)+cos(LATP1)*cos(LATP2)*cos(LONP1
‑
LONP2)；SPD＝(DIS*1000)/(12*3600)其中，A表示地球的半径，pi表示圆周率，LATP1表示第一所在位置的纬度，LONP1表示第一所在位置的经度，LATP2表示第二所在位置的纬度，LONP2表示第二所在位置的经度，DIS表示第一所在位置和第二所在位置两点之间的球面距离，SPD表示移动速度。3.根据权利要求1所述的梯度风平衡的台风客观定强方法，其特征在于，获取所述热带气旋的尺度包括：读取当前时刻模式分析场的风场数据；根据所述风场数据计算热带气旋的尺度。4.根据权利要求3所述的梯度风平衡的台风客观定强方法，其特征在于，所述风场数据与所述尺度满足如下关系：其中，S表示热带气旋的尺度，V
500
表示距离热带气旋中心400
‑
600km的平均风速，V
500C
表示V
500
的气候平均值。5.根据权利要求1所述的梯度风平衡的台风客观定强方法，其特征在于，所述梯度风平衡的台风客观定强方法还包括：计算距...

【专利技术属性】
技术研发人员：白莉娜，汤杰，郭蓉，
申请(专利权)人：中国气象局上海台风研究所上海市气象科学研究所，
类型：发明
国别省市：