CN111191936A - 一种台风风雨综合影响指数计算方法及存储装置 - Google Patents

一种台风风雨综合影响指数计算方法及存储装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种台风风雨综合影响指数计算方法及存储装置，所述方法包括计算台风综合大风影响指数的步骤和计算台风综合降雨影响指数的步骤，所述计算台风综合大风影响指数的步骤中，统计所有气象监测站点监测的各个大风气象参数并进行无量纲化处理，将各个无量纲化的大风气象参数乘以其对应的权重系数得到的值进行累加，得到台风综合大风影响指数；所述计算台风综合降雨影响指数的步骤中，统计所有气象监测站点监测的各个降雨气象参数并进行无量纲化处理，将各个无量纲化的降雨气象参数乘以其对应的权重系数得到的值进行累加，得到台风综合降雨影响指数。本发明具有计算过程简单、结果准确且易于理解的优点。

Description

一种台风风雨综合影响指数计算方法及存储装置
技术领域
本发明涉及气象预报领域，尤其涉及一种基于高密度气象监测站点的台风风雨综合影响指数计算方法及存储装置。
背景技术
台风是所有自然灾害中最具破坏力的天气，是防灾减灾工作的重点，其风雨影响程度对防灾工作的部署至关重要。然而在日常的气象服务过程中发现，传统台风的风雨影响评估方法（简称传统方法，下同）存在以下三方面的问题：一是传统方法的评估过程复杂，将评估过程分为八种情况，非专业人士理解起来难度较大，不利于后期气象服务的开展；二是传统方法的评估结果是以风、雨的数量值表示，防灾部门的对于数量值的认识有限，结果不够直观，服务效果打折；三是传统方法只涉及单一或两个气象要素值，对观测资料的运用不足，出现了传统方法的评估结果与实际灾情不能完全一一对应的情况。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种计算过程简单、结果准确且易于理解的台风风雨综合影响指数计算方法及存储装置。
本发明实施例中，提供了一种台风风雨综合影响指数计算方法，其包括计算台风综合大风影响指数的步骤和计算台风综合降雨影响指数的步骤：
所述计算台风综合大风影响指数的步骤中，统计所有气象监测站点监测的各个大风气象参数并进行无量纲化处理，将各个无量纲化的大风气象参数乘以其对应的权重系数得到的值进行累加，得到台风综合大风影响指数；
所述计算台风综合降雨影响指数的步骤中，统计所有气象监测站点监测的各个降雨气象参数并进行无量纲化处理，将各个无量纲化的降雨气象参数乘以其对应的权重系数得到的值进行累加，得到台风综合降雨影响指数。
本发明实施例中，所述计算台风综合大风影响指数的步骤中，所述大风气象参数的获取方式如下：
统计台风影响时段内所有气象监测站点的阵风最大值FJ，台风影响时段内所有气象监测站点的10分钟平均风最大值FP，无量纲化以后分别计为FJW、FPW；
统计台风影响时段内每个气象监测站点单站最大阵风是否大于或等于8级和是否大于或等于12级，得到台风影响时段内大于或等于8级的总站数FJZ8和大于或等于12级的总站数FJZ12，无量纲化以后分别计为FJZ8W和FJZ12W；
统计台风影响时段内每个气象监测站点单站最大10分钟平均风是否大于或等于8级，最后得到单站最大10分钟平均风大于或等于8级的总站数FPZ8，无量纲化以后计为FPZ8W；
统计台风影响时段内所有气象监测站点单站每小时内最大阵风是否满足大于或等于8级，同一时次内全市气象监测站点中小时最大阵风大于或等于8级的站数大于或等于3个站时，计为影响时长1小时，台风影响时段内满足条件的影响时长数累加后得到一个总累计时长FJS8，无量纲化以后计为FJS8W。
本发明实施例中，所述大风气象参数的无量纲化值的计算方式如下：
FJW=FJ/Fmax×100，
FPW=FP/ Fmax×100，
FJZ8W= FJZ8/N×100，
FJZ12W= FJZ12/N×100，
FPZ8W=FPZ8/N×100，
FJS8W=FJS8/Fh×100,
其中，Fmax为风速传感器的最大阈值，N为气象监测站点的数量，Fh为历史台风平均影响时间。
本发明实施例中，所述台风综合大风影响指数ZF通过如下公式计算得到：
ZF=FJW×a1+FPW×a2+FJZ8W×a3+ FJZ12W×a4+ FPZ8W×a5+ FJS8W×a6,
其中，a1、a2、a3、a4、a5、a6分别为各个无量纲化的大风气象参数对应的权重系数。
本发明实施例中，所述台风综合大风影响指数ZF通过如下公式计算得到：
ZF=FJW×0.2+FPW×0.2+FJZ8W×0.2+ FJZ12W×0.1+ FPZ8W×0.1+ FJS8W×0.2。
本发明实施例中，所述计算台风综合大风影响指数的步骤中，所述降雨气象参数的获取方式如下：
根据台风影响时段内所有气象监测站点的单站累计雨量计算全市平均值，得到平均累计雨量AVGSR，无量纲化以后计为AVGSRW；
统计台风影响时段内所有气象监测站点中单站累计雨量的最大值MAXSR，无量纲化以后计为MAXSRW；
统计在台风影响时段内所有气象监测站点中的单站最大日雨量MAXR24，无量纲化以后计为MAXR24W；
统计在台风影响时段内所有气象监测站点单站累计雨量大于或等于100mm的站数SRZ100，无量纲化以后计为SRZ100W。
本发明实施例中，上述参数的无量纲化值的计算方式如下：
AVGSRW=AVGSR/Rh×100，
MAXSRW=MAXSR/ Rh×100，
MAXR24W= MAXR24/ Rh×100，
SRZ100W= SRZ100/N×100，
其中，Rh为历史最大日雨量，N为气象监测站点的数量。
本发明实施例中，所述台风综合降雨影响指数ZR通过如下公式计算得到：
ZR= AVGSRW×b1+MAXSRW×b2+MAXR24W×b3+ SRZ100W×b4，
其中，b1、b2、b3、b4为各个无量纲化的降雨气象参数对应的权重系数。
本发明实施例中，所述台风综合大风影响指数ZF通过如下公式计算得到：
ZR= AVGSRW×0.3+MAXSRW×0.2+MAXR24W×0.2+ SRZ100W×0.3。
本发明实施例中，还提供了一种存储装置，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的台风风雨综合影响指数计算方法。
与现有技术相比较，本发明的台风风雨综合影响指数计算方法采用了更高密度的观测资料，涵盖了更多的气象要素，如风雨影响范围、持续时间等，并根据台风的主要灾情大致调配各权重系数，指数结果与台风灾情一致性明显加大，便于气象服务和防御；另外，采用上述方法，无需分类评估，计算简单，且以一个无量纲的百分制数值显示最终的结果，数值越大，影响越重，最高数值为100，计算结果简单易懂，易于对比。
附图说明
图1是本发明实施例的台风风雨综合影响指数计算方法的流程图。
图2是本发明实施例中计算台风综合大风影响指数的流程示意图。
图3是本发明实施例中计算大风气象参数的无量纲化值的示意图。
图4是本发明实施例中计算台风综合降雨影响指数的示意图。
图5是本发明实施例中计算降雨气象参数的无量纲化值的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不，用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例中，提供了一种台风风雨综合影响指数计算方法，其包括：
步骤S1、计算台风综合大风影响指数：统计所有气象监测站点监测的各个大风气象参数并进行无量纲化处理，将各个无量纲化的大风气象参数乘以其对应的权重系数得到的值进行累加，得到台风综合大风影响指数。
步骤S2、计算台风综合降雨影响指数：统计所有气象监测站点监测的各个降雨气象参数并进行无量纲化处理，将各个无量纲化的降雨气象参数乘以其对应的权重系数得到的值进行累加，得到台风综合降雨影响指数。
需要说明的是步骤S1和步骤S2是两个独立的过程，分别计算台风综合大风影响指数和计算台风综合降雨影响指数，两个步骤之间并无先后顺序。
图2示出了计算台风综合大风影响指数的具体过程，其中，所述大风气象参数的获取方式如下：
统计台风影响时段内所有气象监测站点的阵风最大值FJ，台风影响时段内所有气象监测站点的10分钟平均风最大值FP，无量纲化以后分别计为FJW、FPW；
统计台风影响时段内每个气象监测站点单站最大阵风是否大于或等于8级和是否大于或等于12级，得到台风影响时段内大于或等于8级的总站数FJZ8和大于或等于12级的总站数FJZ12，无量纲化以后分别计为FJZ8W和FJZ12W；
统计台风影响时段内每个气象监测站点单站最大10分钟平均风是否大于或等于8级，最后得到单站最大10分钟平均风大于或等于8级的总站数FPZ8，无量纲化以后计为FPZ8W；
统计台风影响时段内所有气象监测站点单站每小时内最大阵风是否满足大于或等于8级，同一时次内全市气象监测站点中小时最大阵风大于或等于8级的站数大于或等于3个站时，计为影响时长1小时，台风影响时段内满足条件的影响时长数累加后得到一个总累计时长FJS8（小时），无量纲化以后计为FJS8W。
进一步地，如图3所示，所述大风气象参数的无量纲化值的计算方式如下：
FJW=FJ/Fmax×100，
FPW=FP/ Fmax×100，
FJZ8W= FJZ8/N×100，
FJZ12W= FJZ12/N×100，
FPZ8W=FPZ8/N×100，
FJS8W=FJS8/Fh×100,
其中，Fmax为风速传感器的最大阈值，N为气象监测站点的数量，Fh为历史台风平均影响时间。
所述台风综合大风影响指数ZF通过如下公式计算得到：
ZF=FJW×a1+FPW×a2+FJZ8W×a3+ FJZ12W×a4+ FPZ8W×a5+ FJS8W×a6,
其中，a1、a2、a3、a4、a5、a6分别为各个无量纲化的大风气象参数对应的权重系数。上述权重系数可以根据风险情况及历史统计情况来设定。例如，可以进行如下设定：
ZF=FJW×0.2+FPW×0.2+FJZ8W×0.2+ FJZ12W×0.1+ FPZ8W×0.1+ FJS8W×0.2。
图4示出了计算台风综合降雨影响指数的具体过程，其中，所述降雨气象参数的获取方式如下：
根据台风影响时段内所有气象监测站点的单站累计雨量计算全市平均值，得到平均累计雨量AVGSR，无量纲化以后计为AVGSRW；
统计台风影响时段内所有气象监测站点中单站累计雨量的最大值MAXSR，无量纲化以后计为MAXSRW；
统计在台风影响时段内所有气象监测站点中的单站最大日雨量MAXR24，无量纲化以后计为MAXR24W；
统计在台风影响时段内所有气象监测站点单站累计雨量大于或等于100mm的站数SRZ100，无量纲化以后计为SRZ100W。
如图5所示，上述参数的无量纲化值的计算方式如下：
AVGSRW=AVGSR/Rh×100，
MAXSRW=MAXSR/ Rh×100，
MAXR24W= MAXR24/ Rh×100，
SRZ100W= SRZ100/N×100，
其中，Rh为历史最大日雨量，N为气象监测站点的数量。
进一步地，所述台风综合降雨影响指数ZR通过如下公式计算得到：
ZR= AVGSRW×b1+MAXSRW×b2+MAXR24W×b3+ SRZ100W×b4，
其中，b1、b2、b3、b4为各个无量纲化的降雨气象参数对应的权重系数。上述权重系数可以根据风险情况及历史统计情况来设定。例如，可以进行如下设定：
ZR= AVGSRW×0.3+MAXSRW×0.2+MAXR24W×0.2+ SRZ100W×0.3。
进一步地，本发明实施例中，还提供了一种存储装置，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的台风风雨综合影响指数计算方法。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器( Read-Only Memory，ROM)，随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等。
与现有技术相比较，本发明的台风风雨综合影响指数计算方法采用了更高密度的观测资料，涵盖了更多的气象要素，如风雨影响范围、持续时间等，并根据台风的主要灾情大致调配各权重系数，指数结果与台风灾情一致性明显加大，便于气象服务和防御；另外，采用上述方法，无需分类评估，计算简单，且以一个无量纲的百分制数值显示最终的结果，数值越大，影响越重，最高数值为100，计算结果简单易懂，易于对比。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种台风风雨综合影响指数计算方法，其特征在于，包括计算台风综合大风影响指数的步骤和计算台风综合降雨影响指数的步骤：
所述计算台风综合大风影响指数的步骤中，统计所有气象监测站点监测的各个大风气象参数并进行无量纲化处理，将各个无量纲化的大风气象参数乘以其对应的权重系数得到的值进行累加，得到台风综合大风影响指数；
所述计算台风综合降雨影响指数的步骤中，统计所有气象监测站点监测的各个降雨气象参数并进行无量纲化处理，将各个无量纲化的降雨气象参数乘以其对应的权重系数得到的值进行累加，得到台风综合降雨影响指数。
2.如权利要求1所述的台风风雨综合影响指数计算方法，其特征在于，所述计算台风综合大风影响指数的步骤中，所述大风气象参数的获取方式如下：
统计台风影响时段内所有气象监测站点的阵风最大值FJ，台风影响时段内所有气象监测站点的10分钟平均风最大值FP，无量纲化以后分别计为FJW、FPW；
统计台风影响时段内每个气象监测站点单站最大阵风是否大于或等于8级和是否大于或等于12级，得到台风影响时段内大于或等于8级的总站数FJZ8和大于或等于12级的总站数FJZ12，无量纲化以后分别计为FJZ8W和FJZ12W；
统计台风影响时段内每个气象监测站点单站最大10分钟平均风是否大于或等于8级，最后得到单站最大10分钟平均风大于或等于8级的总站数FPZ8，无量纲化以后计为FPZ8W；
统计台风影响时段内所有气象监测站点单站每小时内最大阵风是否满足大于或等于8级，同一时次内全市气象监测站点中小时最大阵风大于或等于8级的站数大于或等于3个站时，计为影响时长1小时，台风影响时段内满足条件的影响时长数累加后得到一个总累计时长FJS8，无量纲化以后计为FJS8W。
3.如权利要求2的所述的台风风雨综合影响指数计算方法，其特征在于，所述大风气象参数的无量纲化值的计算方式如下：
FJW=FJ/Fmax×100，
FPW=FP/ Fmax×100，
FJZ8W= FJZ8/N×100，
FJZ12W= FJZ12/N×100，
FPZ8W=FPZ8/N×100，
FJS8W=FJS8/Fh×100,
其中，Fmax为风速传感器的最大阈值，N为气象监测站点的数量，Fh为历史台风平均影响时间。
4.如权利要求3所述的台风风雨综合影响指数计算方法，其特征在于，所述台风综合大风影响指数ZF通过如下公式计算得到：
ZF=FJW×a1+FPW×a2+FJZ8W×a3+ FJZ12W×a4+ FPZ8W×a5+ FJS8W×a6,
其中，a1、a2、a3、a4、a5、a6分别为各个无量纲化的大风气象参数对应的权重系数。
5.如权利要求4所述的台风风雨综合影响指数计算方法，其特征在于，所述台风综合大风影响指数ZF通过如下公式计算得到：
ZF=FJW×0.2+FPW×0.2+FJZ8W×0.2+ FJZ12W×0.1+ FPZ8W×0.1+ FJS8W×0.2。
6.如权利要求1所述的台风风雨综合影响指数计算方法，其特征在于，所述计算台风综合大风影响指数的步骤中，所述降雨气象参数的获取方式如下：
根据台风影响时段内所有气象监测站点的单站累计雨量计算全市平均值，得到平均累计雨量AVGSR，无量纲化以后计为AVGSRW；
统计台风影响时段内所有气象监测站点中单站累计雨量的最大值MAXSR，无量纲化以后计为MAXSRW；
统计在台风影响时段内所有气象监测站点中的单站最大日雨量MAXR24，无量纲化以后计为MAXR24W；
统计在台风影响时段内所有气象监测站点单站累计雨量大于或等于100mm的站数SRZ100，无量纲化以后计为SRZ100W。
7.如权利要求6的所述的台风风雨综合影响指数计算方法，其特征在于，上述参数的无量纲化值的计算方式如下：
AVGSRW=AVGSR/Rh×100，
MAXSRW=MAXSR/ Rh×100，
MAXR24W= MAXR24/ Rh×100，
SRZ100W= SRZ100/N×100，
其中，Rh为历史最大日雨量，N为气象监测站点的数量。
8.如权利要求7所述的台风风雨综合影响指数计算方法，其特征在于，所述台风综合降雨影响指数ZR通过如下公式计算得到：
ZR= AVGSRW×b1+MAXSRW×b2+MAXR24W×b3+ SRZ100W×b4，
其中，b1、b2、b3、b4为各个无量纲化的降雨气象参数对应的权重系数。
9.如权利要求8所述的台风风雨综合影响指数计算方法，其特征在于，所述台风综合大风影响指数ZF通过如下公式计算得到：
ZR= AVGSRW×0.3+MAXSRW×0.2+MAXR24W×0.2+ SRZ100W×0.3。
10.一种存储装置，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9任一项所述的台风风雨综合影响指数计算方法。
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