BR112014018277B1 - Aparelho de previsão do tempo e método de previsão do tempo - Google Patents
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Abstract
aparelho de previsão do tempo e método de previsão do tempo um aparelho de previsão do tempo de acordo com uma concretização é um aparelho para dividir uma área alvo de previsão em grades e realizar a previsão do tempo para cada grade e incluir uma unidade de processamento de comunicação (12) configurada para receber um valor de observação em cada grade em um primeiro intervalo de tempo, uma unidade de cálculo de modelo de advecção (14) configurada para definir um primeiro valor de observação recebido pela unidade de processamento de comunicação (12) como um valor inicial e calcular um valor de previsão em cada grade utilizando um modelo de advecção em um segundo intervalo de tempo mais curto do que o primeiro intervalo de tempo, e uma unidade de correção de modelo de advecção (15) configurado para, quando a unidade de processamento de comunicação (12) receber um segundo valor de observação após o primeiro valor de observação,corrigir o modelo de advecção com base em uma diferença entre o segundo valor de observação e o valor de previsão correspondente a um tempo de observação do segundo valor de observação.
Description
[0001] As concretizações aqui descritas referem-se de formageral a um aparelho de previsão do tempo e um método de previsão do tempo.
[0002] Um sistema de previsão meteorológica convencionalprevê o tempo através do cálculo do escoamento atmosférico utilizando dados de observação obtidos por um radar meteorológico e similares, dados GPV (Grid Point Value) fornecidos pela Agência Meteorológica do Japão, e semelhantes. No entanto, este sistema não é eficaz em prever, por exemplo, nuvens cumulonimbus que crescem abruptamente devido a um longo intervalo de tempo de aquisição de dados de observação.
[0003] Literatura de patente 1: Patente Japonesa No. 3727762
[0004] Como descrito acima, na técnica convencional, uma vezque o intervalo de tempo de aquisição de dados de observação é longo, uma diferença é gerada entre os dados de observação e dados de previsão, e a confiabilidade da informação de previsão é perdida.
[0005] É um objetivo da presente invenção proporcionar um aparelho de previsão do tempo e um método de previsão do tempo, que podem aumentar a precisão da previsão do tempo em curto prazo.
[0006] Um aparelho de previsão do tempo de acordo com esta concretização é um aparelho para dividir uma área alvo de previsão em grades e realizar a previsão do tempo para cada grade, compreendendo meios de recepção para receber um valor de observação em cada grade em um primeiro intervalo de tempo, meios de cálculo de modelo de advecção para definir um primeiro valor de observação recebido pelos meios de recepção como um valor inicial e calcular um valor de previsão de cada grade utilizando um modelo de advecção em um segundo intervalo de tempo mais curto do que o primeiro intervalo de tempo, e meios de correção para, quando os meios de recepção receberem um segundo valor de observação após o primeiro valor de observação, corrigir o modelo de advecção baseado em uma diferença entre o segundo valor de observação e o valor de previsão correspondente a um tempo de observação do segundo valor de observação.
[0007] Um método de previsão do tempo de acordo com esta concretização é um método para fazer com que um computador divida uma área alvo de previsão em grades e execute a previsão do tempo para cada grade, compreendendo uma etapa de recepção para receber um valor de observação em cada grade em um primeiro intervalo de tempo, uma etapa de cálculo de modelo de advecção para definir um primeiro valor de observação recebido na etapa de recepção como um valor inicial e calcular um valor de previsão de cada grade utilizando um modelo de advecção em um segundo intervalo de tempo mais curto do que o primeiro intervalo de tempo, e uma etapa de correção para, quando um segundo valor de observação após o primeiro valor de observação for recebido na etapa de recepção, corrigir o modelo de advecção com base em uma diferença entre o segundo valor de observação e o valor de previsão correspondente a um tempo de observação do segundo valor de observação.Breve Descrição dos Desenhos
[0008] [Fig. 1] A FIG. 1 é um diagrama de blocos que mostraa disposição de um aparelho de previsão do tempo de acordo com uma concretização.
[0009] [Fig. 2] A FIG. 2 é um fluxograma que mostra oprocessamento de cálculo de previsão do tempo.
[0010] [Fig. 3] A FIG. 3 é uma vista que mostraesquematicamente o processamento do cálculo de advecção.
[0011] [Fig. 4] A FIG. 4 é uma vista que mostra um exemplo deum resultado de cálculo de advecção.
[0012] Um aparelho de previsão do tempo e um método deprevisão do tempo de acordo com uma concretização será agora descrita com referência aos desenhos anexos.
[0013] A Fig. 1 é um diagrama de blocos que mostra a disposição de um aparelho de previsão do tempo de acordo com esta concretização. Um aparelho de previsão do tempo 100 inclui uma interface de comunicação 11, uma unidade de processamento de comunicação 12, uma unidade de armazenamento de dados de observação 13, uma unidade de cálculo de modelo de advecção 14, e uma unidade de correção de modelo de advecção 15. O aparelho de previsão do tempo 100 está ligado a uma rede NT através da interface de comunicação 11 e se comunica com um servidor de dados meteorológicos DS0 e servidores de dados de equipamento de radar DS1 e DS2 na rede NT.
[0014] A unidade de processamento de comunicação 12 recebe informações de observação do tempo observadas por radares meteorológicos dos servidores de dados de equipamento de radar DS1 e DS2 através da rede NT. Por exemplo, a unidade de processamento de comunicação 12 recebe informações de precipitação e informações do vento (informação de observação do radar) de cada grade formada ao dividir uma área alvo de previsão em grades a partir dos servidores de dados de equipamento de radar DS1 e DS2 a cada, por exemplo, 3 min (intervalo da primeira vez). Por exemplo, a partir de uma antena de varrimento mecânico de um tipo de antena parabólica grande possuindo a resolução temporal e resolução espacial de um radar e usada em uma rede de observação nacional, a unidade de processamento de comunicação 12 pode receber informação de observação do radar em uma malha de cerca de 1 km a cada 3 a 5 minutos. A partir de um radar meteorológico com agrupamento de fase, a unidade de processamento de comunicação 12 pode receber informação de observação do radar em uma malha de cerca de 100 a 250 m a cada 10 a 30 segundos através de uma cobertura de 20 a 60 km. A unidade de processamento de comunicação 12 recebe também informações de previsão de vento (informações de vento dos dados GPV) em uma ampla área distribuída a partir servidor de dados meteorológicos DS0. Os dados de observação do tempo recebido pela unidade de processamento de comunicação 12 são armazenados na unidade de armazenamento de dados de observação 13.
[0015] A unidade de cálculo de modelo de advecção 14 define o valor de observação (primeiro valor de observação) armazenado na unidade de armazenamento de dados de observação 13 como um valor inicial, e calcula e emite um valor de previsão de cada grade que é igual à resolução espacial do radar a cada, por exemplo, 10 segundos (segundo intervalo de tempo) utilizando um modelo de advecção.
[0016] Quando a unidade de processamento de comunicação 12 recebe um segundo valor de observação após o primeiro valor de observação, a unidade de correção de modelo de advecção 15 corrige o modelo de advecção com base na diferença entre o valor da segunda observação e o valor de previsão obtido pela unidade de cálculo de modelo de advecção 14 em correspondência com o tempo de observação do segundo valor de observação.
[0017] O funcionamento do aparelho de previsão do tempo 100 possuindo o arranjo acima descrito será explicado a seguir. A Fig. 2 é um fluxograma que mostra o processamento de cálculo de previsão do tempo. A Fig. 3 é uma vista que mostra esquematicamente o processamento de cálculo de advecção.
[0018] No aparelho previsão do tempo 100, a unidade de processamento de comunicação 12 recebe informações de observação do radar e informações do vento dos dados GPV a cada, por exemplo, 3 minutos e armazena-os na unidade de armazenamento de dados de observação 13. A unidade de cálculo de modelo de advecção 14 define uma quantidade física (distribuição da substância água e direção do vento e distribuição de velocidade) obtida a partir do resultado da observação imediatamente antes (3 minutos antes) como valores iniciais (etapa S1).
[0019] A unidade de cálculo de modelo de advecção 14 executa o cálculo de previsão da substância água em cada grade usando um modelo de advecção (etapa S2). A unidade de cálculo de modelo de advecção 14 executa repetidamente o cálculo de previsão usando o modelo de advecção na etapa S2 a cada, por exemplo, 10 segundos até que o último tempo de observação é transmitido (etapa S3). Por exemplo, o método CUL tridimensional (Lagrange cúbico) é utilizado como o modelo de advecção, e a direção e a velocidade do vento são assumidas constantes juntamente com a progressão do tempo. Deve-se notar que este sistema também é aplicável a um caso onde a direção e a velocidade do vento mudam juntamente com a progressão do tempo. Por exemplo, ao manipular dados possuindo uma alta resolução espacial, como dados de radar com agrupamento de fase, uma direção e uma velocidade do vento obtidas utilizando o método VVP (Processamento de Volume e Velocidade) ou método de Gal-Chen, que é um método de análise de vento tridimensional, podem ser usadas como a direção e a velocidade do vento do modelo de advecção.
[0020] Quando o último tempo de observação é transmitido (SIM na etapa S3), a unidade de correção de modelo de advecção 15 obtém, em cada ponto de grade, a diferença (valor de erro) entre o resultado de observação da substância água no momento de observação e o resultado de previsão da substância água do modelo de advecção correspondente ao tempo de observação (etapa S4). A unidade de correção de modelo de advecção 15 corrige o modelo de advecção com base no valor de erro obtido na etapa S4 (etapa S5). Por exemplo, a unidade de correção de modelo de advecção 15 calcula um valor de correção por unidade de tempo a partir do valor de erro obtido na etapa S4, e adiciona ao modelo de advecção a cada, por exemplo, 10 segundos (segundo intervalo de tempo Δt), como mostrado na Fig. 3.
[0021] A Fig. 4 é uma vista que mostra um exemplo de um resultado de previsão de um modelo de advecção. Nesta concretização, assume-se que a substância água é gerada em uma posição em que o valor de (resultado de observação - resultado de previsão de modelo de advecção) é positivo, e a substância água desaparece em uma posição em que o valor é negativo, como mostrado na FIG. 4. Assumindo que a geração e o desaparecimento da substância água ocorrem continuamente nas mesmas posições nas mesmas quantidades para os próximos dez minutos, a quantidade de geração e desaparecimento da substância água por unidade de tempo é definida como o valor de correção.
[0022] O modelo de advecção corrigido é obtido pela adição do termo de correção obtido na etapa S5 ao modelo de advecção. Mais especificamente, isto pode ser expresso como se segue.
[0023] Como mostrado na FIG. 3, a unidade de cálculo de modelode advecção 14 executa o cálculo de previsão utilizando o modelo de advecção corrigido até o tempo alvo de previsão (por exemplo, 30 min antes) enquanto ajusta o resultado de observação da substância água no último tempo de observação como o valor inicial (etapas S6 e S7). A unidade de cálculo de advecção de modelo 14 emite o resultado de previsão na etapa S6 como um valor de previsão da substância água.
[0024] Como descrito acima, na concretização acima descrita,a previsão é executada utilizando um modelo de advecção servindo como uma base, enquanto corrige-se o modelo de advecção baseado na diferença entre um valor de observação e um valor de previsão pelo modelo de advecção. Este arranjo torna possível aumentar a precisão da previsão do tempo em curto prazo e prever apropriadamente, por exemplo, nuvens cumulonimbus que crescem de forma abrupta.
[0025] Na concretização acima, a previsão de precipitação foi exemplificada. A distribuição de pólen, areia amarela, poeira, contaminantes na atmosfera, ou similares, pode também ser prevista. Também é possível prever a distribuição de plâncton ou derramamentos de petróleo no mar ou a distribuição de uma substância química ou semelhante descarregada em um rio utilizando a velocidade do fluxo do mar ou rio, em vez da velocidade do vento.
[0026] Enquanto certas concretizações das invenções foram descritas, estas concretizações foram apresentados por meio de exemplos apenas, e não se destinam a limitar o âmbito das invenções. De fato, os métodos e sistemas novos aqui descritos podem ser incorporados em uma variedade de outras formas; além disso, várias omissões, substituições e alterações na forma dos métodos e sistemas aqui descritos podem ser feitas sem se afastar do espírito das invenções. As reivindicações anexas e seus equivalentes têm a intenção de cobrir tais formas ou modificações que cairiam dentro do escopo e espírito das invenções.
Claims (10)
1. Aparelho de previsão do tempo (100) para realizar a previsão do tempo para cada grade com base em informações de observação do tempo observadas por um radar meteorológico, a grade sendo formada ao dividir uma área alvo de previsão em grades, o aparelho de previsão do tempo compreendendo:meios de recepção para receber um valor de observação em cada grade em um primeiro intervalo de tempo;o aparelho de previsão do tempo caracterizado por compreender:meios de cálculo de modelo de advecção (14) para definir um primeiro valor de observação recebido pelos meios de recepção como um valor inicial e calcular um valor de previsão de uma substância de água em cada grade utilizando um modelo de advecção em um segundo intervalo de tempo mais curto do que o primeiro intervalo de tempo; emeios de correção (15) para corrigir o modelo de advecção adicionando, a cada tempo predeterminado, um valor de correção com base na diferença entre um segundo valor de observação recebido após o primeiro valor de observação e o valor de previsão correspondente a um tempo de observação do segundo valor de observação, o valor de correção correspondente à quantidade de geração e desaparecimento da substância de água por unidade de tempo.
2. Aparelho de previsão do tempo (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a grade corresponder a uma malha com uma resolução espacial do radar meteorológico.
3. Aparelho de previsão do tempo (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o modelo de advecção utilizar um método CUL tridimensional (Lagrange cúbico).
4. Aparelho de previsão do tempo (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o modelo de advecção utilizar um entre um método VVP (Processamento de velocidade e volume) e um método de Gal-Chen.
5. Aparelho de previsão do tempo (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tempo predeterminado ser o segundo intervalo de tempo.
6. Método de previsão do tempo para fazer com que um computador realize a previsão do tempo para cada grade com base nas informações de observação do tempo observadas por um radar meteorológico, sendo a grade formada pela divisão de uma área alvo de previsão em grades, compreendendo:uma etapa de recepção para receber um valor de observação em cada grade em um primeiro intervalo de tempo;o método de previsão do tempo caracterizado por compreender:uma etapa de cálculo de modelo de advecção para definir um primeiro valor de observação recebido na etapa de recepção como um valor inicial e calcular um valor de previsão de uma substância de água em cada grade utilizando um modelo de advecção em um segundo intervalo de tempo mais curto do que o primeiro intervalo de tempo; euma etapa de correção para corrigir o modelo de advecçãoadicionando, a cada tempo predeterminado, um valor de correção com base na diferença entre um segundo valor de observação recebido após o primeiro valor de observação e o valor de previsão correspondente a um tempo de observação do segundo valor de observação, o valor de correção correspondente à quantidade de geração e desaparecimento da substância de água por unidade de tempo.
7. Método de previsão do tempo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a grade corresponder a uma malha com uma resolução espacial do radar meteorológico.
8. Método de previsão do tempo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o modelo de advecção utilizar um método CUL tridimensional (Lagrange cúbico).
9. Método de previsão do tempo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o modelo de advecção utilizar um entre um método VVP (Processamento de velocidade e volume) e um método de Gal-Chen.
10. Método de previsão do tempo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o tempo predeterminado ser o segundo intervalo de tempo.
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