CN111856620A - 云顶高度及云底高度确定方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种云顶高度及云底高度确定方法及设备,通过获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;基于所述湿度廓线计算云底高度;基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度,避免了传统利用人工经验判断的方法,本发明利用温度和湿度廓线,从而可以能够给出定量化的云顶高度和云底高度。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域,尤其涉及一种云顶高度及云底高度确定方法及设备。
背景技术
数值模式是计算数值天气预报的必要工具,其中,中尺度数值预报有时数值预报模式中最为重要的,现有使用最为广泛的中尺度数值天气预报是由美国国家大气研究中心(NCAR)开发的WRF模式。WRF模式能够计算多种气象要素,但是目前模式中并没有包含如何进行云顶高度、云底高度诊断的模型。
在航空气象预报中,云顶高度、云底高度的计算是十分重要的,通常对于航空气象中的云顶高度、云底高度预报是基于人工经验判断,这会导致预报的不准确性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种云顶高度及云底高度确定方法及设备。
根据本发明的一个方面,提供了一种云顶高度及云底高度确定方法,该方法包括:
步骤S1,获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
步骤S2,基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
步骤S3,基于所述湿度廓线计算云底高度;
步骤S4,基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
进一步的,上述方法中,还包括:
将步骤S1~S4集成到数值模式中。
进一步的,上述方法中,将步骤S1~S4集成到数值模式中,包括:
使用Fortran语句将步骤S1~S4集成到WRF模式中。
进一步的,上述方法中,基于所述湿度廓线计算云底高度,包括:
若所述湿度廓线上,于预设垂直高度范围内存在梯度为极大值且湿度绝对值大于预设湿度阈值的至少一个点,则记录垂直高度方向上由低到高第一次出现该点的垂直高度为云底高度。
进一步的,上述方法中,所述预设湿度阈值为0.87。
进一步的,上述方法中,基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度,包括:
将湿度廓线上的各个垂直高度上的相对湿度换算为对应的露点温度;
获取温度廓线上每个垂直高度对应的温度和该垂直高度对应的露点温度,按垂直高度由下至上获取对应的温度最后一次底于对应的露点温度的垂直高度,将该垂直高度作为为云顶高度。
进一步的,上述方法中,将湿度廓线上的各个垂直高度上的相对湿度换算为对应的露点温度,包括:
采用如下公式将湿度廓线上的各个垂直高度上的相对湿度换算为对应的露点温度,
而
其中,温度T和露点温度Td的单位是摄氏度,相对湿度RH为百分比,Ln代表自然对数,常数a和b分别是:a=17.27摄氏度,b=237.7摄氏度。
根据本发明的另一方面,还提供一种云顶高度及云底高度确定设备,
其中,该设备包括:
第一装置,用于获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
第二装置,用于基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
第三装置,用于基于所述湿度廓线计算云底高度;
第四装置,用于基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
根据本发明的另一方面,还提供一种基于计算的设备,其中,包括:
处理器;以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器,所述可执行指令在被执行时使所述处理器:
获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
基于所述湿度廓线计算云底高度;
基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
根据本发明的另一方面,还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机可执行指令,其中,该计算机可执行指令被处理器执行时使得该处理器:
获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
基于所述湿度廓线计算云底高度;
基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
与现有技术相比,本发明通过获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;基于所述湿度廓线计算云底高度;基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度,避免了传统利用人工经验判断的方法,本发明利用温度和湿度廓线,从而可以能够给出定量化的云顶高度和云底高度。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1示出本发明一实施例的云顶高度及云底高度确定方法的流程图;
图2示出本发明一实施例的云顶高度及云底高度的示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
在本申请一个典型的配置中,终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
如图1和2所示,本发明提供一种云顶高度及云底高度确定方法,所述方法包括:
步骤S1,获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
步骤S2,基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
步骤S3,基于所述湿度廓线计算云底高度b;
步骤S4,基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度a。
在此,本发明避免了传统利用人工经验判断的方法,本发明利用温度和湿度廓线,从而可以能够给出定量化的云顶高度和云底高度。
本发明的云顶高度及云底高度确定方法一实施例中,还包括将如下步骤集成到数值模式中:
步骤S1,获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
步骤S2,基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
步骤S3,基于所述湿度廓线计算云底高度;
步骤S4,基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
在此,本实施例中可以将将云顶高度及云底高度确定方法集成至数值模式预报结果中,从而可以在数值模式中预报出每个经纬度点的云顶高度和云底高度,以适合用于实际预报业务。
本发明的云顶高度及云底高度确定方法一实施例中,将如下步骤集成到数值模式句中,包括:
使用Fortran语句将如下步骤集成到WRF模式中:
步骤S1,获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
步骤S2,基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
步骤S3,基于所述湿度廓线计算云底高度;
步骤S4,基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
在此,本实施例中可以将将云顶高度及云底高度确定方法集成至WRF模式预报结果中,从而可以在WRF模式中预报出每个经纬度点的云顶高度和云底高度,以适合用于实际预报业务。
本发明的云顶高度及云底高度确定方法一实施例中,步骤S3,基于所述湿度廓线计算云底高度,包括:
若所述湿度廓线上,于预设垂直高度范围内存在梯度为极大值且湿度绝对值大于预设湿度阈值的至少一个点,则记录垂直高度方向上由低到高第一次出现该点的垂直高度为云底高度。
可选的,预设垂直高度范围可以是+50米~-50米。
在此,本实施例中利用湿度廓线和利用梯度变化,使用极大值判断的方法,可以准确计算云底高度。
本发明的云顶高度及云底高度确定方法一实施例中,所述预设湿度阈值为0.87。
本发明的云顶高度及云底高度确定方法一实施例中,步骤S4,基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度,包括:
步骤S41,将湿度廓线上的各个垂直高度上的相对湿度换算为对应的露点温度;
步骤S42,获取温度廓线上每个垂直高度对应的温度和该垂直高度对应的露点温度,按垂直高度由下至上获取对应的温度最后一次底于对应的露点温度的垂直高度,将该垂直高度作为为云顶高度。
本发明的云顶高度及云底高度确定方法一实施例中,步骤S41,将湿度廓线上的各个垂直高度上的相对湿度换算为对应的露点温度,包括:
采用如下公式将湿度廓线上的各个垂直高度上的相对湿度换算为对应的露点温度,
而
其中,温度T和露点温度Td的单位是摄氏度,相对湿度RH为百分比,Ln代表自然对数,常数a和b分别是:a=17.27摄氏度,b=237.7摄氏度。
根据本发明的另一方面,还提供一种云顶高度及云底高度确定设备,其中,该设备包括:
第一装置,用于获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
第二装置,用于基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
第三装置,用于基于所述湿度廓线计算云底高度b;
第四装置,用于基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度a。
在此,本发明避免了传统利用人工经验判断的方法,本发明利用温度和湿度廓线,从而可以能够给出定量化的云顶高度和云底高度。
本发明的云顶高度及云底高度确定设备一实施例中,还包括将第一装置~第四装置集成到数值模式中。
在此,本实施例中可以将将云顶高度及云底高度确定方法集成至数值模式预报结果中,从而可以在数值模式中预报出每个经纬度点的云顶高度和云底高度,以适合用于实际预报业务。
本发明的云顶高度及云底高度确定设备一实施例中,将第一装置~第四装置集成到数值模式句中。
在此,本实施例中可以将将云顶高度及云底高度确定方法集成至WRF模式预报结果中,从而可以在WRF模式中预报出每个经纬度点的云顶高度和云底高度,以适合用于实际预报业务。
本发明的云顶高度及云底高度确定设备一实施例中,所述第三装置,用于若所述湿度廓线上,于预设垂直高度范围内存在梯度为极大值且湿度绝对值大于预设湿度阈值的至少一个点,则记录垂直高度方向上由低到高第一次出现该点的垂直高度为云底高度。
可选的,预设垂直高度范围可以是+50米~-50米。
在此,本实施例中利用湿度廓线和利用梯度变化,使用极大值判断的方法,可以准确计算云底高度。
本发明的云顶高度及云底高度确定设备一实施例中,所述预设湿度阈值为0.87。
本发明的云顶高度及云底高度确定设备一实施例中,所述第四装置,用于将湿度廓线上的各个垂直高度上的相对湿度换算为对应的露点温度;获取温度廓线上每个垂直高度对应的温度和该垂直高度对应的露点温度,按垂直高度由下至上获取对应的温度最后一次底于对应的露点温度的垂直高度,将该垂直高度作为为云顶高度。
本发明的云顶高度及云底高度确定设备一实施例中,所述第四装置,用于采用如下公式将湿度廓线上的各个垂直高度上的相对湿度换算为对应的露点温度,
而
其中,温度T和露点温度Td的单位是摄氏度,相对湿度RH为百分比,Ln代表自然对数,常数a和b分别是:a=17.27摄氏度,b=237.7摄氏度。
根据本发明的另一方面,还提供一种基于计算的设备,其中,包括:
处理器;以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器,所述可执行指令在被执行时使所述处理器:
获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
基于所述湿度廓线计算云底高度;
基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
根据本发明的另一方面,还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机可执行指令,其中,该计算机可执行指令被处理器执行时使得该处理器:
获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
基于所述湿度廓线计算云底高度;
基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
本发明的各设备和存储介质实施例的详细内容,具体可参见各方法实施例的对应部分,在此,不再赘述。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
需要注意的是,本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施,例如,可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中,本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地,本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中,例如,RAM存储器,磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外,本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现,例如,作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外,本发明的一部分可被应用为计算机程序产品,例如计算机程序指令,当其被计算机执行时,通过该计算机的操作,可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令,可能被存储在固定的或可移动的记录介质中,和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输,和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此,根据本发明的一个实施例包括一个装置,该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器,其中,当该计算机程序指令被该处理器执行时,触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。
Claims (10)
1.一种云顶高度及云底高度确定方法,其中,该方法包括:
步骤S1,获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
步骤S2,基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
步骤S3,基于所述湿度廓线计算云底高度;
步骤S4,基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,还包括:
将步骤S1~S4集成到数值模式中。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,将步骤S1~S4集成到数值模式中,包括:
使用Fortran语句将步骤S1~S4集成到WRF模式中。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,基于所述湿度廓线计算云底高度,包括:
若所述湿度廓线上,于预设垂直高度范围内存在梯度为极大值且相对湿度绝对值大于预设湿度阈值的至少一个点,则记录垂直高度方向上由低到高第一次出现该点的垂直高度为云底高度。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述预设湿度阈值为0.87。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度,包括:
将湿度廓线上的各个垂直高度上的相对湿度换算为对应的露点温度;
获取温度廓线上每个垂直高度对应的温度和该垂直高度对应的露点温度,按垂直高度由下至上获取对应的温度最后一次底于对应的露点温度的垂直高度,将该垂直高度作为为云顶高度。
8.一种云顶高度及云底高度确定设备,其中,该设备包括:
第一装置,用于获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
第二装置,用于基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
第三装置,用于基于所述湿度廓线计算云底高度;
第四装置,用于基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
9.一种基于计算的设备,其中,包括:
处理器;以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器,所述可执行指令在被执行时使所述处理器:
获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
基于所述湿度廓线计算云底高度;
基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机可执行指令,其中,该计算机可执行指令被处理器执行时使得该处理器:
获取待计算云顶高度和云底高度的经纬度点的温度数据和湿度数据;
基于所述温度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的温度廓线;基于所述湿度数据,得到待计算云顶高和云底高度的经纬度点在垂直高度方向上的湿度廓线;
基于所述湿度廓线计算云底高度;
基于所述温度廓线和湿度廓线计算云顶高度。
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Legal Events
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---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201030 |