CN203164444U - 利用界聚法预报强降水的设备 - Google Patents

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李平
张金彬
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Abstract

本实用新型涉及利用界聚法预报强降水的设备，有效解决强降水预报的问题，壳体内有和键盘、输出模块、数据输入接口相连接的控制器，控制器由依次相连的分析模块、界点自动查找功能模块和强降水聚合区综合判定功能模块构成，键盘置于壳体上部，数据输入接口经互联网和国家气象中心的数据库服务器相连接，本实用新型是一种利用天气图进行中尺度分析的简捷设备，帮助预报员在无需参考任何数值预报产品和进行任何物理量计算的条件下，做出强降水落区预报，提高对暴雨预报的准确率；依据锋生运动学、动力学原理在特定等压面上开展中尺度分析，定出界点，利用这些界点所包围的聚合区做降水预报，因此是一种利用界聚法预报强降水落区的具体化设备。

Description

利用界聚法预报强降水的设备
技术领域
本实用新型涉及气象领域，特别是一种利用界聚法预报强降水的设备。
背景技术
受全球气候变暖的影响，我国灾害性天气呈现多发、重发、突发的趋势，尤其是强降水引发的洪涝、泥石流、城市内捞等灾害越来越突出，造成的影响也越来越大，例如：1975年8月，河南南部淮河流域受台风影响造成特大暴雨洪灾，导致板桥、石漫滩等水库垮坝，驻马店水库溃坝，强降水不但造成巨大的经济损失，甚至会危及人们的生命安全；
我国十分重视气象事业的发展，数值天气预报的成功是20世纪最重要的科学，技术和社会成就之一，然而数值天气预报中降水和对流系统预报是最困难的；据统计，对于大雨的预报，准确率为40%；暴雨的预报，准确率为20%；大暴雨、特大暴雨的漏报率几乎为95%，造成这样水平的问题主要是强降水是突发性、小区域、小概率灾害性天气现象，它的落区、落点预报难以判定，预报难度大，如何提高预报准确率，掌握准确、精细预报的强降水技术一直是气象界的难题；
目前，订正数值预报误差的方式之一是依据天气学原理，进行天气系统的形势场分析向天气尺度与中尺度分析相结合的转换；
什么是天气尺度分析性的降水范围预报？以暴雨预报为例，天气学分析性的降水落区预报方式如下：
（1）低空切变线系统的降水落区为：
江淮切变线的降水多位于地面锋线的北部、700百帕切变线以南地区；
切变线上降水分布并不均匀，只有在辐合较大，水汽供给较为充分的地区，才有较大的暴雨；
低涡雨区主要分布在低涡的中心区和低涡的右前方；
（2）低空急流系统的降水落区为：
绝大部分暴雨发生在低空急流的左侧200公里以内，其中多数又降落在低空急流的中心的左前方；
中尺度低压的降水落区，雨团中心稍落后于低压中心；
（3）低层辐合、高层辐散的降水落区为：
强降水天气可能在中、低压内发展，等等；
以上所述的“北部”、“以南”、“右前方”、“左侧”、“稍落后”等等降水落区地理位置的分析，这就是天气学分析性的强降水落区范围预报，以上这种传统的预报方式，落区范围大小不具体，不易确定，往往靠技术人员的经验来预测，而且在强度、落点上的判断难度就更大。
发明内容
针对上述情况，为克服天气学分析预报的不确定性，本实用新型提供一种利用界聚法预报强降水的设备，可有效解决强降水预报的问题。
本实用新型解决的技术方案是：壳体内有和键盘、输出模块、数据输入接口相连接的控制器，控制器由依次相连的分析模块、界点自动查找功能模块和强降水聚合区综合判定功能模块构成，键盘置于壳体上部，数据输入接口经互联网和国家气象中心的数据库服务器相连接。
本实用新型提出一种利用天气图进行中尺度分析的简捷设备，帮助预报员在无需参考任何数值预报产品和进行任何物理量计算的条件下，做出强降水落区预报，提高对本地区暴雨预报的准确率；依据锋生运动学、动力学原理在特定等压面上开展中尺度分析，定出界点，利用这些界点所包围的聚合区做降水预报，因此它是一种利用界聚法预报强降水落区的具体化设备。
附图说明
图1为本实用新型的结构立体图。
图2为本实用新型控制器的结构连接关系图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
由图1－图2给出，本实用新型的结构是，壳体1内有和键盘3、输出模块4、数据输入接口2相连接的控制器，控制器由依次相连的分析模块5、界点自动查找功能模块6和强降水聚合区综合判定功能模块7构成，键盘置于壳体上部，数据输入接口经互联网和国家气象中心的数据库服务器相连接。
所述的输出模块4为显示屏或打印机；所述的数据输入接口2为网线接口或USB等，数据输入接口是用来接收世界各地高空、地面、温度、湿度、气压、风向、风速观测数据库资料的接口；所述的分析模块5由辐散场分析功能模块5a和系统场分析功能模块5b构成，辐散场分析功能模块和系统场分析功能模块分别和界点自动查找功能模块相连接；所述的辐散场分析功能模块5a用以分析初始场的地面3小时负变压辐合区和辐合中心；所述的系统场分析功能模块5b用以分析等压面图上，所要预报区域的低空切变线、低涡、急流、低槽线；所述的界点自动查找功能模块6用以查找界面层和辐散场或系统场的界点，所述的界点为温差界点、风差界点、低涡中心点和辐合中心；所述的界面层是等压面图中所要预报区域内的温差界点最多的一层等压面图；所述的系统型是指，除界面层外的其它等压面图上，所要预报区域能分析出低空切变线、低涡、急流、低槽的系统；西北气流型是指：除界面层外的其它等压面图上，所要预报区域分析不出低空切变线、低涡、急流、低槽系统，而是受西北气流控制；所述的强降水聚合区综合判定功能模块7用于将界点自动查找功能模块查找到的界点平滑连线。
本实用新型所述的“界聚”是指，将除界面层外的其它等压面的界点垂直投影在界面层（M面）上，在M面上进行中尺度分析，利用界点，判断聚合区，聚合区内界点的连线就称界聚，因此界聚包括界面层上界点的选取和聚合区判定；
本实用新型通过不同时段（12小时、24小时等）高空初始场的高度值、风向、风速、温度；地面初始场的3小时变压、风向、风速等气象要素对降水的影响，运用气象信息综合分析处理系统内常规观测的资料进行数据分析处理，通过分析冷暖空气的交汇、地转偏差、诊断辐合上升运动，采用界聚方式，达到某区域某时段客观准确的强降水落区画线和落点预报，尤其利于这种装置攻克了西北气流下的强降水落区预报这一难题，为天气、大气科学的研究提供一定的技术支撑。
本实用新型的目的是：由于当前这种突发灾害天气产生对社会民生有着极大影响，而中国的数值预报发展20多年来也难以解决的情况下，从基础的天气学原理入手，把经典的描述性强降水落区预报转化为客观画线预报，在一定程度上帮助预报员对强降水落点预报提供一种参考依据。本实用新型暴雨落点预报的Ts评分（所述的Ts评分是按某站点出现的最大量级的降水级别评定对、空、漏，然后将对的次数和对、空、漏的次数总和之百分比称为TS评定）约为40%左右，大暴雨落点预报的Ts评分为30%左右，使强降水落点预报准确率大幅度提高。
本实用新型的有益效果为：
（1）、本实用新型利于中分析制作强降水落区预报时，采用诸如：500、700、850、925百帕多层的风速、风向、高度和气温等特定气象因子和地面风向、风速及3小时变压风辐合区的数据来自于MICPS系统，数据分析，包括界面的确定、界点分析、辐合区范围确定都基于天气学、动力学、热力学原理；
（2）、本实用新型正确判断等压面图上的急流位置和地面3小时变压风辐合中心，进一步提高了疑难强降水落区预报的水平；
（3）、利用风向、风速辐合的界面对降水落区存在的影响，所以本实用新型在建立数据分析处理时，进一步考虑界面的影响，使本实用新型的预报更精确；
（4）、本实用新型在判断冷暖气团交汇点时，根据各地域的具体情况决定两站点的界距常数（即温差常数和风差常数），或附加一些消空指标、配合稳定度、物理量、数值预报产品等资料进一步提高了小区域的强降水预报精度。
本实用新型同样适用于各种时效的强降水落区，且操作简单，实用性强，效果好，稳定性高，和常规预报相比，本实用新型预报得出：大雨落点的预报能力平均提高15%以上，暴雨落点预报能力平均提高18 %以上，大暴雨落点的预报能力平均提高30%以上；大雨落区的预报能力平均提高20%以上，暴雨落区预报能力平均提高25%以上，大暴雨落区的预报能力平均提高30%以上。

Claims (5)

1.一种利用界聚法预报强降水的设备，其特征在于，壳体（1）内有和键盘（3）、输出模块（4）、数据输入接口（2）相连接的控制器，控制器由依次相连的分析模块（5）、界点自动查找功能模块(6)和强降水聚合区综合判定功能模块(7)构成，键盘置于壳体上部，数据输入接口经互联网和国家气象中心的数据库服务器相连接。
2.根据权利要求1所述的利用界聚法预报强降水的设备，其特征在于，所述的输出模块(4)为显示屏或打印机。
3.根据权利要求1所述的利用界聚法预报强降水的设备，其特征在于，所述的数据输入接口(2)为网线接口或USB。
4.根据权利要求1所述的利用界聚法预报强降水的设备，其特征在于，所述的分析模块(5)由辐散场分析功能模块(5a)和系统场分析功能模块(5b)构成，辐散场分析功能模块和系统场分析功能模块分别和界点自动查找功能模块相连接。
5.根据权利要求1所述的利用界聚法预报强降水的设备，其特征在于，所述的强降水聚合区综合判定功能模块（7）将界点自动查找功能模块查找到的界点平滑连线。
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CN113723435A (zh) * 2021-02-07 2021-11-30 成都信息工程大学 基于温度平流和锋生函数的强对流天气形势分类方法

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