System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法和系统技术方案_技高网

一种融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法和系统技术方案

技术编号:40659993 阅读:2 留言:0更新日期:2024-03-18 18:52
本发明专利技术公开了一种融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法和系统,该水凝物反演方法融合了温度判定方法和背景依赖方法对目标区域的水凝物进行反演,既能有效减少温度判定方法中因经验参数以及简单的线性关系所带来的误差,又可以不过分依赖背景依赖方法中背景场本身的准确性,由此提高水凝物反演的准确性以更有效地同化雷达反射率因子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达气象资料应用,涉及一种融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法和系统


技术介绍

1、同化雷达反射率因子是改进数值天气预报模式对流尺度分析和预报效果的重要手段,其关键技术是水凝物反演。目前,水凝物反演有两种方法,一种是温度判定的反演方法,此方法假设总反射率由雨水、雪、霰对应的反射率组成。雨水反射率(或雪、霰反射率之和)占总反射率权重与温度呈线性关系,雪、霰反射率占两者反射率之和的权重由介电常数确定,这种方法简化了天气过程中各水凝物分布,容易实现,但对复杂天气水凝物反演,存在因经验关系导致的水凝物分布偏离真实大气状态。

2、另一种是背景依赖的反演方法,此方法根据背景场计算各水凝物对应等效反射率占总模拟反射率比重,避免了依赖于温度线性关系导致的偏差,但此方法极大依赖于背景场本身的准确性。


技术实现思路

0、
技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题,本专利技术提出一种融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法和系统。

2、本专利技术的技术方案如下:

3、一种融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,包括:

4、基于当前雷达反射率因子数据,以温度判定方法对目标区域进行水凝物的反演和相关于观测晴空区和观测降水区的判别,得到温度判定方法对应的反演结果和判别结果;并基于当前数值天气预报模式数据,以背景依赖方法对目标区域进行水凝物的反演和相关于背景晴空区和背景降水区的判别,得到背景依赖方法对应的反演结果和判别结果;

5、将两个判别结果进行关联,对于同时判别为观测晴空区和背景晴空区的,以及同时判别为观测晴空区和背景降水区的目标区域,不进行水凝物反演;

6、对于同时判别为观测降水区和背景降水区的目标区域,则将两个反演结果进行融合,融合结果作为最终的水凝物反演结果;

7、对于同时判别为观测降水区和背景降水区的目标区域,则基于历史数值天气预报模式数据,以背景依赖方法对目标区域进行水凝物的历史反演,将历史反演结果和温度判定方法对应的反演结果进行融合,融合结果作为最终的水凝物反演结果。

8、进一步地,所述基于当前雷达反射率因子数据,以温度判定方法对目标区域进行水凝物的反演和相关于观测晴空区和观测降水区的判别,得到温度判定方法对应的反演结果和判别结果的具体方法包括:

9、将所述当前雷达反射率影子数据进行空间转换,使极坐标系的雷达反射率影子数据转换到空间格点坐标系,转换后形成观测反射率因子;

10、基于所述观测反射率因子,采用温度判定方法,获取水凝物的权重系数,进行目标区域的水凝物的反演;

11、根据背景场数据中的温度数据和观测反射率因子的大小,进行目标区域的相关于观测晴空区和观测降水区的判别。

12、进一步地,所述根据背景场数据中的温度数据和观测反射率因子的大小,进行目标区域的相关于观测晴空区和观测降水区的判别的具体方法包括:

13、对于温度数据中0℃层以下,观测反射率因子超过20dbz判别为观测降水区,其余则判别为观测晴空区;对于温度数据中0℃层及以上,观测反射率因子超过0dbz判别为观测降水区,其余则判别为观测晴空区。

14、进一步地,所述基于当前数值天气预报模式数据,以背景依赖方法对目标区域进行水凝物的反演和相关于背景晴空区和背景降水区的判别,得到背景依赖方法对应的反演结果和判别结果的具体方法包括:

15、提取所述当前数值天气预报模式数据的背景变量信息,根据背景变量信息,获取水凝物的权重系数,进行目标区域的水凝物的反演,并计算背景反射率因子,且根据背景反射率因子的大小,进行目标区域的相关于背景晴空区和背景降水区的判别。

16、进一步地,所述据背景反射率因子的大小,进行目标区域的相关于背景晴空区和背景降水区的判别的具体方法包括:

17、若背景反射率因子超过0dbz判别为背景降水区,其余则判别为模式晴空区。

18、进一步地,所述对于同时判别为观测降水区和背景降水区的目标区域,则将两个反演结果进行融合,融合结果作为最终的水凝物反演结果的具体方法包括:

19、获取当前模式空间数据中格点的水凝物含量与其周围格点的水凝物含量的标准差并记为σ;

20、分别获取温度判定方法对应的反演结果和背景依赖方法对应的反演结果与当前背景场数据对应的水凝物含量之间的标准差并分别记为温度判定方法对应的标准差σ1和背景依赖方法对应的标准差σ2

21、若σ1≤2σ且σ2≤2σ,则对温度判定方法对应的反演结果和背景依赖方法对应的反演结果采用最小二乘法计算,计算结果作为最终的水凝物反演结果;

22、若σ1>2σ且σ2>2σ,则对温度判定方法对应的反演结果和背景依赖方法对应的反演结果进行等权重相加计算,计算结果作为最终的水凝物反演结果;

23、若σ1≤2σ且σ2>2σ,则以温度判定方法对应的反演结果作为最终的水凝物反演结果;

24、若σ1>2σ且σ2≤2σ,则以背景依赖方法对应的反演结果作为最终的水凝物反演结果。

25、进一步地,所述对于同时判别为观测降水区和背景降水区的目标区域,则基于历史数值天气预报模式数据,以背景依赖方法对目标区域进行水凝物的历史反演,将历史反演结果和温度判定方法对应的反演结果进行融合,融合结果作为最终的水凝物反演结果的具体方法包括:

26、获取历史数值天气预报模式数据对应的水凝物的历史平均权重系数,根据所述水凝物的历史平均权重系数,进行目标区域的水凝物的历史反演,将历史反演结果和温度判定方法对应的反演结果进行等权重相加计算,计算结果作为最终的水凝物反演结果。

27、一种融合温度判定与背景依赖的水凝物反演系统,包括温度判定模块、背景依赖模块和关联融合模块;

28、所述温度判定模块,用于基于当前雷达反射率因子数据,以所述温度判定方法对目标区域进行水凝物的反演和相关于观测晴空区和观测降水区的判别,得到温度判定方法对应的反演结果和判别结果;

29、所述背景依赖模块,用于基于当前数值天气预报模式数据,以所述背景依赖方法对目标区域进行水凝物的反演和相关于背景晴空区和背景降水区的判别,得到背景依赖方法对应的反演结果和判别结果;

30、所述关联融合模块,用于将两个判别结果进行关联,对于同时判别为观测晴空区和背景晴空区的,以及同时判别为观测晴空区和背景降水区的目标区域,不进行水凝物反演;

31、对于同时判别为观测降水区和背景降水区的目标区域,则将两个反演结果进行融合,融合结果作为最终的水凝物反演结果;

32、对于同时判别为观测降水区和背景降水区的目标区域,则基于历史数值天气预报模式数据,以背景依赖方法对目标区域进行水凝物的历史反演,将历史反演结果和温度判定方法对应的反演结果进行融合,融合结果作为最终的水凝物反演结果。

33、一种电子设备,所述电子设备包括存储器和处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,所述基于当前雷达反射率因子数据,以温度判定方法对目标区域进行水凝物的反演和相关于观测晴空区和观测降水区的判别,得到温度判定方法对应的反演结果和判别结果的具体方法包括:

3.根据权利要求2所述的融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,所述根据背景场数据中的温度数据和观测反射率因子的大小,进行目标区域的相关于观测晴空区和观测降水区的判别的具体方法包括:

4.根据权利要求1所述的融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,所述基于当前数值天气预报模式数据,以背景依赖方法对目标区域进行水凝物的反演和相关于背景晴空区和背景降水区的判别,得到背景依赖方法对应的反演结果和判别结果的具体方法包括:

5.根据权利要求4所述的融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,所述据背景反射率因子的大小,进行目标区域的相关于背景晴空区和背景降水区的判别的具体方法包括:

6.根据权利要求1~5任一所述的融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,所述对于同时判别为观测降水区和背景降水区的目标区域,则将两个反演结果进行融合,融合结果作为最终的水凝物反演结果的具体方法包括:

7.根据权利要求6所述的融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,所述对于同时判别为观测降水区和背景降水区的目标区域,则基于历史数值天气预报模式数据,以背景依赖方法对目标区域进行水凝物的历史反演,将历史反演结果和温度判定方法对应的反演结果进行融合,融合结果作为最终的水凝物反演结果的具体方法包括:

8.一种融合温度判定与背景依赖的水凝物反演系统,其特征在于,包括温度判定模块、背景依赖模块和关联融合模块;

9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括存储器和处理器,该存储器存储有计算机程序,所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

...

【技术特征摘要】

1.一种融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,所述基于当前雷达反射率因子数据,以温度判定方法对目标区域进行水凝物的反演和相关于观测晴空区和观测降水区的判别,得到温度判定方法对应的反演结果和判别结果的具体方法包括:

3.根据权利要求2所述的融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,所述根据背景场数据中的温度数据和观测反射率因子的大小,进行目标区域的相关于观测晴空区和观测降水区的判别的具体方法包括:

4.根据权利要求1所述的融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,所述基于当前数值天气预报模式数据,以背景依赖方法对目标区域进行水凝物的反演和相关于背景晴空区和背景降水区的判别,得到背景依赖方法对应的反演结果和判别结果的具体方法包括:

5.根据权利要求4所述的融合温度判定与背景依赖的水凝物反演方法,其特征在于,所述据背景反射率因子的大小,进行目标区域的相关于背景晴空区和背景降水区的判别的具体方法包括:

6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:何志新叶金印邱学兴沈菲菲宋丽欣许冬梅束艾青
申请(专利权)人:安徽省气象台
类型:发明
国别省市:

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