CN115657166A - 跨多气候区域的天气预报数值确定方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种跨多气候区域的天气预报数值确定方法和装置，属于天气预报技术领域，所述方法包括：确定目标模拟区域，所述目标模拟区域为待进行天气预报的区域；对所述目标模拟区域进行划分，将所述目标模拟区域按照投影带划分为多个不同的子区域；设置每个子区域的预报区域参数；以GFS数据作为初始场，对每个子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值；对所述模拟天气预报值进行插值，生成所述目标模拟区域的天气预报数值。以此方式，能够提高跨多气候区域天气预报时小区域范围内的天气预报结果的精度。
Description
技术领域
本公开的实施例一般涉及天气预报技术领域，并且更具体地，涉及一种跨多气候区域的天气预报数值确定方法和装置。
背景技术
WRF（Weather Research and Forecast Model、天气研究和预报模型）模式中，区域选择是模拟结果是否符合预期的基本条件。WRF模拟过程并不可逆且无法在过程中进行参数修改。当选择横跨多气候态的区域，区域横跨纬度较大，对于投影选择需求较高。且同一时刻下不同区域的气候态不同，并且WRF模拟过程中一般使用一种投影方式和参数化方案，会导致模拟结果出现偏差，使得小区域范围内的天气预报结果不够准确。
发明内容
根据本公开的实施例，提供了一种跨多气候区域的天气预报数值确定方案，用于提高跨多气候区域天气预报时小区域范围内的天气预报结果的精度。
在本公开的第一方面，提供了一种跨多气候区域的天气预报数值确定方法，包括：
确定目标模拟区域，所述目标模拟区域为待进行天气预报的区域；
对所述目标模拟区域进行划分，将所述目标模拟区域按照投影带划分为多个不同的子区域；
设置每个子区域的预报区域参数；
以GFS数据作为初始场，对每个子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值；
对所述模拟天气预报值进行插值，生成所述目标模拟区域的天气预报数值。
在一些实施例中，所述对所述目标模拟区域进行划分，将所述目标模拟区域按照投影带划分为多个不同的子区域，包括：
按照投影带将所述目标模拟区域进行划分，根据所述目标模拟区域包括的投影带将所述目标模拟区域划分为多个不同的子区域，其中，30°以下纬度区域为墨卡托投影带，30°~60°的纬度区域为兰伯特投影带，60°到极点纬度区域为极地投影带。
在一些实施例中，所述设置每个子区域的预报区域参数，包括：
设置每个子区域的嵌套层数、每层嵌套的中心点，以及，每层嵌套的分辨率。
在一些实施例中，所述以GFS数据作为初始场，对每个子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值，包括：
以GFS数据作为初始场，根据每个子区域对应的投影带确定对应的参数化方案对对应的子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值，其中，不同的投影带对应有不同的天气预报数值模拟的参数化方案。
在一些实施例中，所述对所述模拟天气预报值进行插值，生成所述目标模拟区域的天气预报数值，包括：
根据所述模拟天气预报值对分辨率最小的嵌套按照0.05°×0.05°的网格间距进程插值，将插值后的网格嵌套按照切割位置进行拼接，生成所述目标模拟区域的天气预报数值。
在一些实施例中，还包括：
将插值后的网格嵌套的重复部分的网格内的模拟天气预报值进行加权平均，生成重复部分的网格内的模拟天气预报值。
在一些实施例中，还包括：
对所述目标模拟区域的天气预报数值进行要素分析和可视化处理。
在本公开的第二方面，提供了一种跨多气候区域的天气预报数值确定装置，包括：
目标模拟区域确定模块，用于确定目标模拟区域，所述目标模拟区域为待进行天气预报的区域；
区域划分模块，用于对所述目标模拟区域进行划分，将所述目标模拟区域按照投影带划分为多个不同的子区域；
参数设定模块，用于设置每个子区域的预报区域参数；
数值模拟模块，用于以GFS数据作为初始场，对每个子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值；
天气预报数值生成模块，用于对所述模拟天气预报值进行插值，生成所述目标模拟区域的天气预报数值。
在本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如以上所述的方法。
通过本公开的跨多气候区域的天气预报数值确定方法，能够提高跨多气候区域天气预报时小区域范围内的天气预报结果的精度。
发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了本公开实施例一的跨多气候区域的天气预报数值确定方法的流程图；
图2示出了本公开实施例二的跨多气候区域的天气预报数值确定装置的结构示意图；
图3示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备的示意性框图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请提出了一种跨多气候区域的天气预报数值确定方法，来对跨多气候区域的大区域范围的天气预报数值进行计算，从而提高大区域范围的局部区域的天气预报结果的精度。
具体地，如图1所示，为本公开实施例一的跨多气候区域的天气预报数值确定方法的流程图。作为本公开的一个可选实施例，所述跨多气候区域的天气预报数值确定方法，可以包括以下步骤：
S101：确定目标模拟区域，所述目标模拟区域为待进行天气预报的区域。
在传统的WRF模式中，针对不同纬度设置了四种不同的投影方式：兰伯特投影、墨卡托投影、极地投影、等距圆柱投影。等距圆柱投影主要用于全球模拟，在跨气候态区域中使用会降低模拟精度。WRF模拟过程中一般使用一种投影方式和参数化方案，会导致模拟结果出现一定偏差，并且WRF模拟过程并不可逆且无法在过程中进行参数修改。当选择横跨多气候态的区域时，由于区域横跨纬度较大，对于投影选择需求较高。在传统的WRF模式中，跨多气候区域中的局部区域的天气预报数值的精确度交底。
因此，本实施例提出一种跨多气候区域的天气预报数值确定方法，来解决传统的WRF模式中存在的上述技术问题。具体地，首先需要获取待进行天气预报的区域，作为目标模拟区域。在本实施例中，上述目标模拟区域通常是从全球区域中选取的部分区域，跨过的经度和纬度较大。
S102：对所述目标模拟区域进行划分，将所述目标模拟区域按照投影带划分为多个不同的子区域。
在本实施例中，当确定了目标模拟区域后，需要对目标模拟区域进行划分，按照投影带将所述目标模拟区域划分为多个不同的子区域。本实施例的方法，根据纬度的不同将全球区域划分为多个投影带，其中，30°以下纬度区域为墨卡托投影带，30°~60°的纬度区域为兰伯特投影带，60°到极点纬度区域为极地投影带。
本实施例中的目标模拟区域，可以包括两个或多个投影带中的区域，由两个或多个投影带中的区域共同组合成所述目标模拟区域。在一些具体实施方式中，所述目标模拟区域可以是国土区域或者气候带区域，此外也可以是沙漠、草原等，本申请不再一一列举。
例如，目标模拟区域跨越了北纬10°到70°，则将目标模拟区域划分为10°到30°、30°到60°、60°到70°的区域。
S103：设置每个子区域的预报区域参数。
在本实施例中，当将所述目标模拟区域划分为多个不同的子区域后，针对每个子区域，可以设置对应的预报区域参数。具体地，设置每个子区域的嵌套层数、每层嵌套的中心点，以及，每层嵌套的分辨率。
在一些实施方式中，可以将每个子区域的嵌套层数设置为3层，3层嵌套的分辨率例如可以分别是5km、12km、33km，并且确定每层嵌套的中心点。例如可以以大城市或者标志性建筑为中心点。此外，还可以设置具体的模拟时间。
S104：以GFS数据作为初始场，对每个子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值。
在本实施例中，以GFS数据作为初始场，根据每个子区域对应的投影带确定对应的参数化方案对对应的子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值，其中，不同的投影带对应有不同的天气预报数值模拟的参数化方案。不同的投影带对应的不同的天气预报数值模拟的参数化方案可以参照WRF模式，这里不再展开说明。本实施例中的模拟天气预报值可以包括相同嵌套层和/或不同嵌套层的中心点的模拟天气预报值。
S105：对所述模拟天气预报值进行插值，生成所述目标模拟区域的天气预报数值。
在本实施例中，在生成模拟天气预报值后，可以根据所述模拟天气预报值对分辨率最小的嵌套（分辨率为5km的嵌套）按照0.05°×0.05°的网格间距进程插值，将插值后的网格嵌套按照切割位置进行拼接，生成所述目标模拟区域的天气预报数值。
在本实施例中，由于嵌套的中心点的位置会影响嵌套的位置，进而使得嵌套之间会存在重复部分，这样，在插值过程中，可以将插值后的网格嵌套的重复部分的网格内的模拟天气预报值进行加权平均，生成重复部分的网格内的模拟天气预报值。
本公开实施例的跨多气候区域的天气预报数值确定方法，能够提高跨多气候区域天气预报时小区域范围内的天气预报结果的精度。
此外，作为本公开的一个可选实施例，在上述实施例中，还可以包括：
对所述目标模拟区域的天气预报数值进行要素分析和可视化处理。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应所述知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应所述知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。
如图2所示，为本公开实施例二的跨多气候区域的天气预报数值确定装置的结构示意图。本实施例的跨多气候区域的天气预报数值确定装置，包括：
目标模拟区域确定模块201，用于确定目标模拟区域，所述目标模拟区域为待进行天气预报的区域；
区域划分模块202，用于对所述目标模拟区域进行划分，将所述目标模拟区域按照投影带划分为多个不同的子区域；
参数设定模块203，用于设置每个子区域的预报区域参数；
数值模拟模块204，用于以GFS数据作为初始场，对每个子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值；
天气预报数值生成模块205，用于对所述模拟天气预报值进行插值，生成所述目标模拟区域的天气预报数值。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图3示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备300的示意性框图。如图所示，设备300包括中央处理单元（CPU）301，其可以根据存储在只读存储器（ROM）302中的计算机程序指令或者从存储单元308加载到随机访问存储器（RAM）303中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 303中，还可以存储设备300操作所需的各种程序和数据。CPU 301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出（I/O）接口305也连接至总线304。
设备300中的多个部件连接至I/O接口305，包括：输入单元306，例如键盘、鼠标等；输出单元307，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元308，例如磁盘、光盘等；以及通信单元309，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元309允许设备300通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
中央处理单元301执行上文所描述的各个方法和处理，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 302和/或通信单元309而被载入和/或安装到设备300上。当计算机程序加载到RAM 303并由CPU301执行时，可以执行上文描述的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU301可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行上述方法。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）等等。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。
Claims (10)
1.跨多气候区域的天气预报数值确定方法，其特征在于，包括：
确定目标模拟区域，所述目标模拟区域为待进行天气预报的区域；
对所述目标模拟区域进行划分，将所述目标模拟区域按照投影带划分为多个不同的子区域；
设置每个子区域的预报区域参数；
以GFS数据作为初始场，对每个子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值；
对所述模拟天气预报值进行插值，生成所述目标模拟区域的天气预报数值。
2.根据权利要求1所述的天气预报数值确定方法，其特征在于，所述对所述目标模拟区域进行划分，将所述目标模拟区域按照投影带划分为多个不同的子区域，包括：
按照投影带将所述目标模拟区域进行划分，根据所述目标模拟区域包括的投影带将所述目标模拟区域划分为多个不同的子区域，其中，30°以下纬度区域为墨卡托投影带，30°~60°的纬度区域为兰伯特投影带，60°到极点纬度区域为极地投影带。
3.根据权利要求2所述的天气预报数值确定方法，其特征在于，所述设置每个子区域的预报区域参数，包括：
设置每个子区域的嵌套层数、每层嵌套的中心点，以及，每层嵌套的分辨率。
4.根据权利要求3所述的天气预报数值确定方法，其特征在于，所述以GFS数据作为初始场，对每个子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值，包括：
以GFS数据作为初始场，根据每个子区域对应的投影带确定对应的参数化方案对对应的子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值，其中，不同的投影带对应有不同的天气预报数值模拟的参数化方案。
5.根据权利要求4所述的天气预报数值确定方法，其特征在于，所述对所述模拟天气预报值进行插值，生成所述目标模拟区域的天气预报数值，包括：
根据所述模拟天气预报值对分辨率最小的嵌套按照0.05°×0.05°的网格间距进程插值，将插值后的网格嵌套按照切割位置进行拼接，生成所述目标模拟区域的天气预报数值。
6.根据权利要求5所述的天气预报数值确定方法，其特征在于，还包括：
将插值后的网格嵌套的重复部分的网格内的模拟天气预报值进行加权平均，生成重复部分的网格内的模拟天气预报值。
7.根据权利要求1所述的天气预报数值确定方法，其特征在于，还包括：
对所述目标模拟区域的天气预报数值进行要素分析和可视化处理。
8.跨多气候区域的天气预报数值确定装置，其特征在于，包括：
目标模拟区域确定模块，用于确定目标模拟区域，所述目标模拟区域为待进行天气预报的区域；
区域划分模块，用于对所述目标模拟区域进行划分，将所述目标模拟区域按照投影带划分为多个不同的子区域；
参数设定模块，用于设置每个子区域的预报区域参数；
数值模拟模块，用于以GFS数据作为初始场，对每个子区域的天气预报数值进行模拟，生成模拟天气预报值；
天气预报数值生成模块，用于对所述模拟天气预报值进行插值，生成所述目标模拟区域的天气预报数值。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1~7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1~7中任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 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 |
Application publication date: 20230131 |
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