一种基于生成对抗网络的台风风场预测方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于生成对抗网络的台风风场预测方法和系统，本方法基于多重嵌套生成对抗网络思想，在台风云系预测模型之外叠加一个台风风场预测模型，该生成对抗网络通过对抗学习，最终使得生成器充分吸收了数值天气预报预测法模拟结果的特征，可以高效逼真的生成模拟台风风场结果；本方法通过耦合人工智能方法，即生成对抗网络，来克服中尺度气象数值模式WRF和气象卫星云图本身在时间空间精度的局限性，可以明显减少基于物理模型的数值天气预报技术的物理和数值误差，提高台风风场预报的精度和效率；采用本方法能够学习获得卫星台风云图的真实台风结构特征及其演化规律。云图的真实台风结构特征及其演化规律。云图的真实台风结构特征及其演化规律。

【技术实现步骤摘要】
一种基于生成对抗网络的台风风场预测方法和系统


[0001]本专利技术属于气象领域，具体涉及一种基于生成对抗网络的台风风场预测方法和系统。

技术介绍

[0002]台风是发生于西太平洋的一种强热带气旋，往往伴随着狂风暴雨等极端天气现象。按世界气象组织定义：热带气旋中心持续风速达到12级(即每秒32.7米或以上)称为飓风(hurricane)，飓风的名称使用在北大西洋及东太平洋；而在西北太平洋，其称作台风(typhoon)。一些地区则将中心持续风速每秒17.2米以上的热带气旋皆称为台风。一个发展成熟的台风，按其结构和带来的天气，分为台风眼、涡旋风雨区、外围大风区三部分，从中心向外呈同心圆状排列。台风眼位于台风中心，直径约5～10公里。台风眼内盛行下沉气流，故天气睛朗，风平浪静。台风眼外侧为涡旋风雨区，这里盛行强烈的辐合上升气流，形成浓厚的云层，出现狂风暴雨，风力常常在12级以上，是台风中天气最恶劣的区域。再向外为外围大风区，风速向外减小，风力通常在6级以上。台风过境常常带来狂风暴雨天气，引起海面巨浪并形成风暴潮危害，严重威胁沿海工程结构和海上风机等设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于生成对抗网络的台风风场预测方法，其特征在于，包括：基于生成对抗网络，通过历史台风卫星云图序列构建台风云系预测模型；采用基于物理模型的数值天气预报法获取台风风场预测数据；将当前台风的历史台风卫星云图序列作为台风云系预测模型输入量，获取未来台风卫星云图；结合卫星风的反演分析方法和未来台风卫星云图，获取未来台风卫星风数据；基于卷积神经网络，结合未来台风卫星风数据和台风风场预测数据，训练得到台风风场预测模型，预测未来台风风场。2.根据权利要求1所述的一种基于生成对抗网络的台风风场预测方法，其特征在于，所述历史台风卫星云图序列由卫星获取。3.根据权利要求2所述的一种基于生成对抗网络的台风风场预测方法，其特征在于，所述数值天气预报预测法获取台风风场预测数据的具体步骤为：采用中尺度气象数值模式对台风风场进行模拟计算，利用移动网格，预测台风中心的每隔预设时间的风场演变，得到台风风场预测数据。4.根据权利要求3所述的一种基于生成对抗网络的台风风场预测方法，其特征在于，所述中尺度气象数值模式的最外层网格初始和边界输入条件采用全球预报系统提供的精度为1
°×1°
的气象数据，该气象数据与所述风云二号卫星实现间接同化，地形高程采用SRTM90米分辨率数据库。5.根据权利要求1所述的一种基于生成对抗网络的台风风场预测方法，其特征在于，所述卫星风的反演分析方法通过台风卫星云图中云块的移动速度、环境温度和高度得到；其中，所述云块的移动速度通过比较时间相邻的三张台风卫星云图中的追踪...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍民，逯智科，闫姝，刘鑫，陈新明，尹铁男，李飒，魏守成，胡世铭，张俊伟，黄婷婷，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司华能海上风电科学技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：