一种基于多时间尺度气候因子协同的海南岛强台风预报方法技术

本发明专利技术公开了基于多时间尺度气候因子协同的海南岛强台风预报方法，主要通过ENSO指数模型建立

【技术实现步骤摘要】
一种基于多时间尺度气候因子协同的海南岛强台风预报方法


[0001]本专利技术涉及气象预测及其应用领域，尤其是涉及一种基于多时间尺度气候因子协同的海南岛强台风预报方法。

技术介绍

[0002]台风是影响我国的主要气象灾害之一，随着近年来对台风防范手段的提升，各级政府及气象部门制定了针对不同级别台风的应急预案和措施。因此，需要提升对台风生成发展的准确认识以及预测。
[0003]台风灾害是海南的主要气象灾害，其中又以影响海南的强台风最为典型，它们往往给海南带来非常严重的自然灾害，经济损失巨大，人民生命财产安全遭受严重威胁。近年来，严重影响海南岛的强台风事件时有发生，给海南岛带来重大财产和经济损失。对严重影响海南的强台风活动规律、气候特征及影响因素进行研究，有利于对海南防灾减灾提供服务，对华南地区及南海防灾减灾工作意义重大。
[0004]大量研究显示，热带气旋活动受到多种时间尺度气候因素的影响，包括年代际尺度(如PDO)、ENSO循环、准两年振荡(QBO)等等。太平洋年代际振荡(PDO)作为一种气候变率信号，被广泛应用于太平洋台风的研究中。PDO作为一种年代际时间尺度上的气候变率强信号，其冷暖位相是年际变率的重要背景。它不仅对太平洋及北美的气候有显著影响，也影响着汛期中国长江中下游地区和华南地区气候，对西北太平洋台风的生成频次、强度或移动路径存在重要影响影响。
[0005]ENSO(厄尔尼诺
‑
南方涛动)作为气候变化的重要影响因子，是对全球气候影响最强烈的海
‑
气相互作用事件，为热带太平洋的厄尔尼诺和热带大气中的南方涛动的简称，是西北太平洋热带气旋活动年际变化的重要调制因子，对热带气旋生成频次、强度、位置及移动路径产生影响。研究表明，暖事件年，登陆我国热带气旋频数偏少，冷事件年，登陆热带气旋频数偏多。厄尔尼诺强度越大，登陆热带气旋数越少，历时也较长，拉尼娜事件相反。
[0006]平流层准两年周期振荡(QBO)是热带平流层年际变化的主要模态，是赤道附近地区平流层低层风场的一种周期变化现象。QBO现象虽然只发生在热带，但是它能通过多种途径调制热带以外区域环流，从而对全球天气和气候产生不可忽略的影响，QBO对西北太平洋TC的路径有一定的调制作用。
[0007]影响海南岛强台风事件的预测是海南汛期气候预测和服务的重点与难点，然而现阶段对台风强度的气候预测方面研究较少，且业务上仍然缺少行之有效的预测方法。目前，在影响海南岛的强台风的预测方面，主要研究的是ENSO、PDO、QBO等单时间尺度气候因子的作用，对不同时间尺度的海
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气配置和协同作用在台风预报中的应用研究相对较少，因此还不能对海南岛的强台风提供准确预测依据以及为海南岛强台风的防灾减灾提供决策支撑。

技术实现思路

[0008]本专利技术为了克服以上现有技术存在的缺陷，提供了一种基于多时间尺度气候因子
协同的海南岛强台风预报方法，建立ENSO指数、PDO指数、QBO指数以及多指数协同预报模型，能够对严重影响海南强台风的预测提供较为准确的预测依据，并为海南岛强台风防灾减灾提供决策支撑。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0010]一种基于多时间尺度气候因子协同的海南岛强台风预报方法，主要包括以下步骤：
[0011]步骤1，将ENSO状态划分为强、弱、中等强度，通过ENSO状态与强台风发生的内在关系来选择适用的ENSO阈值，建立冬季ENSO和汛期ENSO指数模型；
[0012]步骤2，通过PDO状态与强台风发生的内在关系来选择适用的PDO阈值，建立PDO指数模型；
[0013]步骤3，将步骤1和步骤2所述模型进行参数调试和设计试验，得出冬季ENSO指数，汛期ENSO指数，PDO指数之间最优权重系数；
[0014]步骤4，根据步骤1，步骤2及步骤3初步构建ENSO、PDO协同影响指数F(x)模型；
[0015]步骤5，通过QBO状态与强台风发生的内在关系来选择最优的QBO阈值，构建冬季QBO指数QBO
win
模型；
[0016]步骤6，构建夏季QBO与冬季QBO的差值QBO
dif
模型；
[0017]步骤7，根据步骤5和步骤6构建QBO综合指数QBO
综合
模型；
[0018]步骤8，最终根据步骤4和步骤7构建多时间尺度气候因子协同预报模型。
[0019]进一步地，1989年之前，当冬季的平均Nino3.4区SSTA大于1个标准差或小于
‑
1/3个标准差时，定义ENSO指数为“1”，否则为
“‑
1”；当汛期的平均Nino3.4区SSTA大于1个标准差或小于
‑
1/3个标准差时，定义ENSO指数为“1”，否则为
“‑
1”，即所述步骤1ENSO冬季指数模型则为，
[0020][0021]其中，σ为历年冬季(上年12月～当年2月)的平均Nino3.4区SSTA的标准差；
[0022]ENSO汛期指数模型为，
[0023][0024]其中，σ为历年汛期(5月～10月)的平均Nino3.4区SSTA的标准差；
[0025]1989年之后，当冬季的平均Nino3.4区SSTA介于0到1/3个标准差之间时，定义ENSO指数为“1”，否则为
“‑
1”；当汛期的平均Nino3.4区SSTA介于0到1/3个标准差时，定义ENSO指数为“1”，否则为
“‑
1”：即所述步骤1ENSO冬季指数模型为，
[0026][0027]其中，σ为历年冬季(上年12月～当年2月)的平均Nino3.4区SSTA的标准差；
[0028]ENSO汛期指数模型为，
[0029][0030]其中，σ为历年汛期(5月～10月)的平均Nino3.4区SSTA的标准差；
[0031]上述x
i
为不同年份冬季或汛期平均Nino3.4区SSTA，一般通过计算Nino3.4区SSTA的标准差σ来划分ENSO状态，其中标准差所述ENSO状态强度定义大于1个标准差的年份为强厄尔尼诺或强拉尼娜状态年；小于1/3个标准差的年份为弱厄尔尼诺或弱拉尼娜状态年；介于1/3～1个标准差的年份为中等强度的厄尔尼诺状态或中等强度的拉尼娜状态年。
[0032]当某年的PDO指数为负值时，定义PDO指数为“1”，否则为
“‑
1”，所述步骤2PDO指数模型为如下公式：
[0033][0034]进一步地，用于构建指数的1949～2009年间，冬季ENSO指数与严重影响海南岛强台风事件同号的年份为38年，汛期ENSO指数与严重影响海南岛强台风事件同号的年份为49年，PDO指数与严重影响海南岛强台风事件同号的年份为34年，故经参数调试和权重设计试验，冬季ENSO指数、汛期ENSO指数和PDO指数三个指数之和为1的话，最终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多时间尺度气候因子协同的海南岛强台风预报方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1，将ENSO状态划分为强、弱、中等强度，通过ENSO状态与强台风发生的内在关系来选择适用的ENSO阈值，建立冬季ENSO和汛期ENSO指数模型；步骤2，通过PDO状态与强台风发生的内在关系来选择适用的PDO阈值，建立PDO指数模型；步骤3，将步骤1和步骤2所述模型进行参数调试和设计试验，得出冬季ENSO指数，汛期ENSO指数，PDO指数之间最优权重系数；步骤4，根据步骤1，步骤2及步骤3初步构建ENSO、PDO协同影响指数F(x)模型；步骤5，通过QBO状态与强台风发生的内在关系来选择最优的QBO阈值，构建冬季QBO指数QBO
win
模型；步骤6，构建夏季QBO与冬季QBO的差值QBO
dif
模型；步骤7，根据步骤5和步骤6构建QBO综合指数QBO
综合
模型；步骤8，最终根据步骤4和步骤7构建多时间尺度气候因子协同预报模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，1989年之前，当冬季的平均Nino3.4区SSTA大于1个标准差或小于
‑
1/3个标准差时，定义ENSO指数为“1”，否则为
“‑
1”；当汛期的平均Nino3.4区SSTA大于1个标准差或小于
‑
1/3个标准差时，定义ENSO指数为“1”，否则为
“‑
1”，即所述步骤1ENSO冬季指数模型则为，其中，σ为历年冬季(上年12月～当年2月)的平均Nino3.4区SSTA的标准差；ENSO汛期指数模型为，其中，σ为历年汛期(5月～10月)的平均Nino3.4区SSTA的标准差；1989年之后，当冬季的平均Nino3.4区SSTA介于0到1/3个标准差之间时，定义ENSO指数为“1”，否则为
“‑
1”；当汛期的平均Nino3.4区SSTA介于0到1/3个标准差时，定义ENSO指数为“1”，否则为
“‑
1”：即所述步骤1ENSO冬季指数模型为，
其中，σ为历年冬季(上年12月～当年2月)的平均Nino3.4区SSTA的标准差；ENSO汛期指数模型为，其中，σ为历年汛期(5月～10月)的平均Nino3.4区SSTA的标准差；上述x
i
为不同年份冬季或汛期平均Nino3.4区SSTA，一般通过计算Nino3.4区SSTA的标准差σ来划分ENSO状态，其中标准差所述ENSO状态强度定义大于1个标准差的年份为强厄尔尼诺或强拉尼娜状态年；小于1/3个标准差的年份为弱厄尔尼诺或弱拉尼娜状态年；介于1/3～1个标准差的年份为中等强度的厄尔尼诺状态或中等强度的拉尼娜状态年。当某年的PDO指数为负值时，定义PDO指数为“1”，否则为
“‑
1”，所述步骤2PDO指数模型为如下公式：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用于构建指数的1949～2009年间，冬季...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晶晶，吴胜安，赵小平，吴慧，邢彩盈，胡德强，栾澜，黄海静，张明洁，
申请(专利权)人：海南省气候中心，
类型：发明
国别省市：