基于概率分布短时预报降水的方法与系统的制作方法

基于概率分布短时预报降水的方法与系统的制作方法
【专利摘要】一种用于针对给定位置生成一段时段上的短时预报的系统和方法。系统从多个气象源接收对给定位置的气象观测和预测，并处理该信息以确定一段时段上的降水类型(P类型)的概率分布和降水速率(P速率)的概率分布。然后可将所述两种概率分布组合成指示在给定时段和给定位置上以给定速率发生特定类型的降水的概率的多个概率分布(P类型速率预报)。在一些实施方式中，可以基于输入到系统中的气象观测来选择一种降水类型来代替确定降水类型分布，从而生成指示在给定时段和给定位置上以给定速率发生所选择的降水类型的概率的降水类型速率预报。
【专利说明】基于概率分布短时预报降水的方法与系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年4月4日提交的共同拥有和共同发明的美国专利申请 No. 13/856, 923、2013年6月20日提交的美国专利申请No. 13/922, 800、2013年7月 22日提交的美国专利申请No. 13/947,331、2013年6月26日提交的美国临时专利申请 No. 61/839, 675、2013年6月16日提交的美国临时专利申请No. 61/835, 626、和2013年6 月19日提交的美国临时专利申请No. 61/836, 713的优先权，其全部内容作为参考被合并于 此。

【技术领域】
[0003] 所公开的主题总的来说涉及一种用于确定气象预报的系统。

【背景技术】
[0004] 对风暴和其他气象学事件的气象预报对于航空、航天机构、应急机构、交通、公共 安全等是非常重要的。
[0005] 传统的气象预报系统通过利用各种二维或三维物理参数应用数学/物理方程来 提供距目前时间12小时到几天的气象预测。
[0006] 许多系统使用气象学雷达。气象学雷达向天空中的降水区域发射脉冲，以便根据 脉冲的反射（或回波）强度观测降雨或降雪的强度。然后强度被转换成灰度级。降水区域 的图像被表示为各种形状和灰度级的组合图案。使用互相关（CC)方法对两个连续图像进 行图案匹配，从而评估运动矢量，并通过使用一维外推法，对（相同形状和大小的）降水图 案进行翻译。
[0007] 该技术通过使两个或两个以上连续图像中的单元（cell)相关以确定风暴前沿的 速度和方向，来对群集或单元进行跟踪以预测风暴运动。然后该运动信息用于呈现出接下 来三十到六十分钟内降水区域可能位于哪里，这会以预报的雷达反射率图像的形式表示。
[0008] 然而，这些系统有太多的限制，这影响了预测的精度。
[0009] 例如，有可能给定的雷达反射率信息可能提供不准确的预报。而且，在不止一个雷 达站跟踪风暴前沿时，有可能每个雷达站可能会提供不同的且有冲突的预报。在这种情况 下，输出给用户的结果很可能是不准确的那些。
[0010] 而且，这些系统不考虑降水区域的状态改变程度，例如，从降雨变成降雪。简单地 说，不能充分地预测表示自然现象的关于大小、形状、灰度级等不稳定的变化，并且也没有 考虑针对降水区域的地形影响。
[0011] 而且，现有系统中没有一个系统能够提供指示以可能的速率在特定时段的可能类 型的降水的概率分布。
[0012] 为了这些和其他原因，仍然需要一种实现改进的短时预报（nowcast)技术的系统 和方法。


【发明内容】

[0013] 在一个实施方式中，描述了一种用于生成对降水类型、降水强度和概率或可信度 的可变长度和可变详细度的文本描述的系统/方法。降水短时预报系统生成对降水类型和 降水速率的预报（预报值）。按相等或可变的时间间隔对预报值进行预报，每个间隔具有开 始时间和结束时间（例如，具有1、5、10、15、30分钟增量的时间序列）。
[0014] 在一个实施方式中，从多个气象数据源接收气象观测和预测，并处理所述气象观 测和预测来确定一段时段上降水类型（P类型）的概率分布和确定降水速率（P速率）的概 率分布。这两种概率分布然后可以被组合成多个单独的概率分布（P类型速率），每个P类 型速率指示在一段时段上以某速率发生某类型降水的概率。P类型速率预报的示例可以为 降雨和轻度的组合（轻度降雨）以及与该组合相关的概率，例如40%几率的轻度降雨。其 他组合可以包括降雨和重度（重度降雨），降雪和轻度（轻度降雪），等等。
[0015] 会发生降水的概率等于所有的有降水的P类型速率类别的和。不发生降水的概率 等于所有的描述无降水的P类型速率类别的和。
[0016] 对于每个时间间隔，可以以包括对P类型速率类别的文本/数字描述及其概率百 分比的文本和/或数字形式来显示概率分布。还可以以图形方式在一个轴上用时间和另一 个轴上用P类型速率类别来显示概率分布。
[0017] 在一方面中，提出了一种用于生成针对给定时段和给定地区的气象预报的计算机 实现的方法，该方法包括：从一个或多个气象源接收针对给定地区的气象值；使用所述气 象值，生成针对给定时段的降水类型预报（P类型预报）的概率分布，所述降水类型预报包 括m个降水类型和与每个类型相关联的概率；使用所述气象值，生成针对所述给定时段的 降水速率预报（P速率预报）的概率分布，所述降水速率预报包括η个降水速率和与每个速 率相关联的概率；将针对所述给定时段的降水类型预报与针对所述给定时段的降水速率预 报进行组合，以生成m*n个降水类型速率预报（Ρ类型速率预报），每个降水类型速率预报表 示以给定速率具有给定类型的降水的概率；以及输出所述降水类型速率预报中的一个或多 个以用于显示。
[0018] 在一个实施例中，所述方法还包括：针对每个降水类型速率预报，将来自所述降水 类型预报的与给定类型的降水相关联的第一概率Pl与来自所述降水速率预报的与给定速 率的降水相关联的第二概率P2相乘，以获得表示以所述给定速率接收到所述给定类型的 降水的概率的值P3。
[0019] 在一个实施例中，所述方法进一步包括从多个不同的气象源接收所述气象值。
[0020] 在一个实施例中，所述方法还包括：根据从每个气象源接收的气象值生成单独的 降水类型预报，从而生成多个单独的降水类型预报，以及使用概率聚合器，将所述多个单独 的降水类型预报组合成最终的降水类型预报。
[0021] 在另一个实施例中，所述方法还包括：根据从每个气象源接收的气象值生成单独 的降水速率预报，从而生成多个单独的降水速率预报，以及使用概率聚合器，将所述多个单 独的降水速率预报组合成最终的降水速率预报。
[0022] 在又一个实施例中，聚合包括执行加权平均，其中根据与每个单独的降水类型预 报或降水速率预报相关联的气象源，将权重分配给该降水速率预报和/或降水类型预报。
[0023] 在一个实施例中，所述方法还包括通过对表示无降水的所有类别的降水类型速率 的概率进行求和来确定将不发生降水的概率。
[0024] 在一个实施例中，所述方法还包括通过对表示降水的所有类别的降水类型速率的 概率进行求和来确定将发生降水的概率
[0025] 在一个实施例中，所述方法还包括：将文本描述与一个降水类型速率或降水类型 速率的组合相关联；以及输出文本描述以用于在用户设备上显示。
[0026] 在一个实施例中，所述方法还包括：将两个或多个降水类型速率预报沿着维度组 合起来，所述维度为概率、降水速率、和降水类型其中之一；以及将文本描述与降水类型速 率预报的每个组合相关联。
[0027] 在一个实施例中，所述方法还包括接收指示给定地区的位置的用户输入。
[0028] 在一个实施例中，所述方法还包括接收指示给定时段的用户输入。
[0029] 在一个实施例中，所述给定时段包括多个时间间隔，其中所述多个时间间隔具有 固定值。
[0030] 在一个实施例中，所述固定值为1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、30分钟和 60分钟中的任意一个。
[0031] 在一个实施例中，所述给定时段包括多个时间间隔，其中所述多个时间间隔具有 可变值。
[0032] 在一个实施例中，接收气象值包括至少接收针对给定地区的温度分布，并至少基 于所述温度分布生成降水类型预报。
[0033] 在一个实施例中，所述方法还包括输出降水类型速率预报的不同的组合以用于显 /Jn〇
[0034] 在另一方面中，提出了一种用于生成针对给定时段和给定地区的气象预报的计算 机实现的方法，该方法包括：从一个或多个气象源接收针对给定地区的气象值；使用所述 气象值，生成针对给定时段的降水类型预报（P类型预报）的概率分布，降水类型预报包括m 个降水类型和与每个类型相关联的概率；使用所述气象值，生成针对所述给定时段的降水 速率预报（P速率预报）的概率分布，降水速率预报包括η个降水速率和与每个速率相关联 的概率；将针对所述给定时段的降水类型预报与针对所述给定时段的降水速率预报进行组 合，以生成ζ个降水类型速率预报（Ρ类型速率预报），数ζ小于或等于m*n，其中每个降水 类型速率预报表示以给定速率具有给定类型的降水的概率；以及输出所述降水类型速率预 报以用于显示。
[0035] 在进一步的方面中，提供了一种用于生成针对给定时段和给定地区的气象预报的 设备，所述设备包括输入端，用于从一个或多个气象源接收针对给定地区的气象值；降水类 型（P类型）分布预报器，用于使用气象值生成针对给定时段的降水类型预报（P类型预报） 的概率分布，其中所述P类型预报包括m个降水类型和与每个类型相关的概率；降水速率 (P速率）分布预报器，用于使用气象值生成针对给定时段的降水速率预报（P速率预报）的 概率分布，P速率预报包括η个降水速率和与每个速率相关的概率；降水类型和速率（P类 型速率）分布预报组合器，用于将针对给定时段的P类型预报与针对给定时段的P速率预 报进行组合，以生成m*n个降水类型速率预报（Ρ类型速率预报），每个P类型速率预报表示 以给定速率具有给定类型的降水的概率；以及输出端，用于输出P类型速率预报中的一个 或多个以用于显示。
[0036] 定义
[0037] 在本说明书中，下面的术语旨在如以下所述来定义：
[0038] 短时预报：术语短时预报（nowcasting)是"短时" (now)和"预报"（forecasting) 的缩写词，其指的是被设计成进行短时期（通常是〇到12小时范围内）的预报的技术的集 合。
[0039] 降水类型（P类型）：表示降水的类型。降水类型的示例包括但不限于，降雨、降雪、 冰霍、冻雨、冰粒、冰晶等等。
[0040] 降水速率（P速率）：表示降水的强度。降水速率值的示例包括但不限于，无降水 (即，不降水）、轻度降水、中度降水、重度降水、严重降水。在一个实施方式中，降水速率也 可以表示为诸如以下值的范围：无到轻度降水、轻到中度降水、中到重度降水，或上述的任 意组合。
[0041] 降水概率：表示降水可能发生的概率。降水概率值的示例包括但不限于，无、不太 可能、微小几率、偶有、可能、很可能、确定。
[0042] 在一个实施方式中，降水概率还可以表示为诸如以下值的范围：无到轻度降水、轻 到中度降水、中到重度降水。降水概率也可以表示为百分比的形式，例如 75%、100%;或者百分比的范围，例如0%到25%、25%到50%、50%到75%、75%到100%。 在一个实施方式中，如下所述可以从概率分布中得到降水概率。
[0043] 降水类型和降水速率类别（P类型速率）：P类型速率类别是降水类型与降水速率 的组合，针对给定时段发生的概率可以与该P类型速率类别相关联，用于表示以特定速率 接收特定类型的降水的概率。
[0044] 温度分布：表示不同纬度（例如，地面、地上100英尺、地上200英尺等等）处的温 度的温度值列表。
[0045] 在说明书和权利要求中，除非上下文另有明确说明，下面的术语都采用与这里明 确相关的意思。这里所用的短语"在一个实施方式中"不必要指同一个实施方式，虽然也可 以是同一个实施方式。而且，这里所用的短语"在另一个实施方式中"不必要指不同的实施 方式，虽然也可以是不同的实施方式。因此，如下所述，可以在不脱离本发明的范围和实质 的情况下，容易地组合本发明的各个实施方式。术语"包括"和"包含"应该被解释为表示： 包括但不限于。
[0046] 另外，如这里所用的，术语"或"是一种包含性的"或"运算符，并且等同于术语"和 /或"，除非上下文另有明确说明。术语"基于"是非排他的，允许基于未描述的其他因素，除 非上下文另有明确说明。
[0047] 如附图所示，根据下面对选择的实施方式的详细描述，本主题的特征和优点将会 变得更加明显。如将会意识到的，公开和要求保护的主题能够在各个方面做出修改，只要所 有这些不脱离权利要求的范围即可。因此，附图和说明书在本质上应被视为说明性的而非 限制性的，以及在权利要求中阐明主题的全部范围。

【专利附图】

【附图说明】
[0048] 结合附图，根据下面的详细描述，本公开的进一步的特征和优点将会变得明显，在 所述附图中：
[0049] 图1是根据实施方式的用于生成P类型速率短时预报的系统的框图；
[0050] 图2是根据实施方式的包括P类型值、P速率值和组合的P类型速率值的示例的 表格；
[0051] 图3是根据实施方式的示例性P类型预报器的框图；
[0052] 图4是根据实施方式的示例性P速率预报器的框图；
[0053] 图5是其中可以实现实施方式的网络环境的示例；
[0054] 图6是根据实施方式的用于生成针对给定时段和给定地区的气象预报的方法的 流程图；
[0055] 图7是根据另一个实施方式的用于生成针对给定时段和给定地区的气象预报的 方法的流程图；以及
[0056] 图8示出了其中可以实现本发明的实施方式的合适的计算操作环境的示例图。
[0057] 要注意的是，在附图中，相似的特征由相似的参考标记来标识。

【具体实施方式】
[0058] 现在将参考附图在下面更充分地描述实施方式，所述附图构成实施方式的一部分 并通过说明的方式显示了可用来实现实施方式的特定实施方式。描述实施方式还为了使得 本公开可以向本领域的技术人员表达本发明的范围。然而，实施方式可以以不同的形式实 现，而不应该解释为限于在此提出的实施方式。
[0059] 此外，这些实施方式可以被实施为方法或设备。因此，实施方式可以采用整体硬件 实施方式、整体软件实施方式、软件与硬件方面结合的实施方式等的形式。而且，虽然参考 便携式或手持式设备描述了实施方式，但是也可以在台式机、笔记本电脑、平板电脑或有足 够的计算资源来实现实施方式的任何计算设备上实现实施方式。
[0060] 简而言之，本发明涉及用于生成高度局部化的（Ixlkm及以下）、非常短的时间 (0-6小时）、并及时（例如，每5分钟地频繁更新）的降水类型和强度的预报（称为短时预 报）的系统。该系统获取来自气象雷达的高分辨率的降水观测、表面观测、和气象预报，然 后随着降水结构随时间的运动（平流输送）来自动跟踪降水结构的位置、轨迹、速度和强 度。这些高分辨率降水观测、预报和跟踪信息被用于通过外推（平流）来对将来进行预报。
[0061] 图1是根据实施方式的用于生成P类型速率短时预报的系统的框图。如图1所示， 系统200从不同的源201接收气象观测，所述源201诸如气象观测源，包括但不限于：点观 测201-2 (例如，用户和自动站提供的反馈）、气象雷达201-3、卫星201-4和其他类型的气 象观测201-1，所述源201还诸如气象预报源，例如数值气象预测（NWP)模型输出201-5和 气象预报和公告201-6。
[0062] 在一个实施方式中，系统200包括P类型（PType)分布预报器202和P速率 (Prate)分布预报器204。
[0063] P类型预报器202从不同的源201接收气象观测，并输出对给定经纬度的一段时间 间隔上的降水类型的概率分布。在一个非限制性的示例中，概率分布可以为：
[0064] a.降雪：10%
[0065] b.降雨：30%
[0066] c.冻雨：60%
[0067] d.冰雹：0%
[0068] e.冰粒：0%
[0069] 类似的，P速率预报器204从不同的源201接收对于给定经纬度的气象观测，并以 表达不确定性的表示来输出降水速率（PRate)的概率分布预报。例如，P速率可以被输出 为对于给定的经纬度一段时间间隔上的降水速率或速率的范围的概率分布。例如：
[0070]f.无降水：30%
[0071]g.轻度降水：40%
[0072]h.中度降水：20%
[0073]i.重度降水：10%
[0074]P速率预报器204和P类型预报器202输出的P速率和P类型值被发送到预报组 合器206,以将这些值组合成单个值P类型速率（PTypeRate)，该P类型速率表示降水结果。 例如，如果P类型的值为"降雪"，"P速率"的值为重度，则P类型速率的组合值可以为"重 度降雪"。可能的P类型值、P速率值和组合的P类型速率值的示例如图2所示。
[0075] 在一个实施方式中，预报组合器206 (或P类型预报器202)通过对所有表示无降 水的P类型速率类别（例如：无降雪、无降雨或无冻雨）的概率进行求和来确定不会发生降 水的概率。相反地，可以通过对所有表示降水的P类型速率类别（例如：小雪、严重降雨或 中度冻雨）的概率进行求和来获得会发生降水的概率。
[0076] P类型计算
[0077] 如图1所示，P类型预报器202从不同的源201接收气象观测/值。气象值的示 例包括：表面温度、降水类型、温度分布、风向和风速等等。对于每个从一个源201获得的 气象值，P类型预报器202计算时间间隔上的预报的气象值，使得预报的气象值表示所述 时间间隔内的不确定性。例如，如果地面温度的值为-23,则预报的气象值可以在以下范围 中：-22. 5 到-23. 6。
[0078] 影响不确定性的因素可以包括：a)间隔的前置时间（leadtime)和长度，b)有效 性、信用、精度、准确度、离位置的距离、冲突报告和数据新近性，以及c)预报系统固有的不 精确和不准确。
[0079] 回到P类型预报202,对最终的P类型分布的计算取决于来自不同的源201的气 象值的有效性。通常，P类型预报器202从气象值提取两种类型的输入：1)从不同的源201 接收的基于降水类型的P类型分布气象值（PTypeWV)，以及2)基于温度的P类型概率气象 值（PTypeProbTemp)。
[0080] 可以通过对从不同的源接收的P类型分布进行聚合（或加权平均）来获得 PTypeWV。例如：如果表面观测的P类型分布如下：a.降雪：90%,b.降雨：0%,c.冻雨： 80%，d.冰雹：0 %，e.冰粒：50% ;而NWP模型的P类型分布为：a.降雪：80%，b.降雨： 〇%，c.冻雨：60%，d.冰雹：0%，e.冰粒0%;则基于取平均，最终的P类型分布为：a.降 雪：50%，b.降雨：0%，c.冻雨：70%，d.冰雹：0%，e.冰粒：25%。
[0081] 可以通过基于从气象值获得的气温给每个降水类型分配其可能出现的概率来获 得PTypeProbTemp。如上面讨论的，系统可以基于诸如风向和风速、周围区域的气温、温度分 布等等的变量来预报一段时段上的温度变化。例如，如果表面气温远低于冰点，则不可能是 降雨或冰雹，但可能是降雪、冻雨或冰粒。
[0082] 在一个非现实性的示例中，如果温度=-10C，则PTypeProbTemp可以为：
[0083]L降雪：100%
[0084] 2.降雨：0%
[0085] 3.冻雨：70%
[0086] 4.冰雹：0%
[0087] 5.冰粒：50%
[0088] 在其中仅PTypeProbTemp有效（但PTypeWV无效）的情况下，P类型预报器202可 以通过划分概率从而使得所有概率相加为100%，来生成最终的P类型分布。在一个非限制 性的示例中：最终的P类型分布可以为：
[0089]a.降雪：100% 八100+70+50) = 90%
[0090]b.降雨：0%八100+70+50) =0%
[0091]c.冻雨：70% 八100+70+50) = 32%
[0092] d.冰雹：0% 八100+70+50) = 0%
[0093]e.冰粒：50% 八100+70+50) = 23%
[0094] 如果仅PTypeWV有效（但PTypeProbTemp无效），则PTypeWV可以用作最终的P类 型分布。
[0095] 如果PTypeProbTemp和PTypeWV都有效，则可以通过将两者相乘在一起来获得最 终的P类型分布。
[0096] 图3是根据实施方式的示例性P类型预报器202的框图。如图3所示，P类型预 报器202从不同的源接收一组气象值，例如值1、值2……值n，还接收需要针对其执行预报 的时间间隔。例如，时间间隔可以由用户来设置/改变。如图3所示，概率预报器210接收 一组气象值和时间，并对每组气象值输出降水类型（P类型）的概率分布，例如，对于值1为 P类型1，对于值2为P类型2等等。
[0097] 概率聚合器212接收概率预报器210输出的不同的PTypei_n分布，并将所述 PTypei_n分布聚合成最终的P类型分布。在非限制性的实施示例中，概率聚合器212可以如 上所例示的对不同的P类型分布取平均。然而，其他允许加权聚合的实施方式也是可能的， 由此能够减少与不太可靠的源相关的P类型分布的权重，并增加与已知为可靠和准确的源 相关的P类型分布的权重。
[0098] P谏率计算
[0099] 回到图1，P速率预报器204从不同的源201接收气象观测/值，并输出指示一段 时间间隔上的降水速率/量的概率分布P速率。时间间隔可以为固定的，例如：每分钟，或 者可以为可变的，例如：一分钟，然后五分钟，然后十分钟。
[0100] P速率分布表示对于每个时间间隔的降水量（无论水是降雪、冰粒等形式的冰冻 的，还是融化的液体形式）的可能结果。
[0101] P速率的非限制性示例可以为：
[0102] 无降水：20%
[0103]轻度降水（O-Imm) :10%
[0104]中度降水（l-20mm) :10%
[0105] 重度降水（20-40mm) :20%
[0106] 严重降水（40+mm) :40%
[0107] 在一个实施方式中，P速率预报器204可以从接收自源201的气象值提取降水速率 值。对于每个降水可用速率值，P速率预报器204可以通过向每个降水速率的降水类型分 配概率，来计算对给定的时间间隔的预报的P速率分布。例如，对每个类型的降水速率（无 降水、轻度降水、中度降水等等），P速率预报器204可以基于从不同的源接收的气象值来关 联指示该类型发生的可能性的概率。
[0108] 影响不确定性的因素可包括（但不限于）：a)间隔的前置时间和长度，b)有效性、 信用、精度、准确度、离位置的距离、冲突报告和数据新近性，以及c)预报系统固有的不精 确和不准确。
[0109] 图4是根据实施方式的示例性P速率预报器204的框图。如图4所示，P速率预 报器204包括概率预报器214,该概率预报器适于从不同的源接收一组气象值，例如值1、 值2……值n，还接收需要针对其执行预报的时间间隔，并对每组气象值输出降水速率（P速 率）的概率分布，例如，对于值1为P速率1，对于值2为P速率2等等。
[0110]概率聚合器216接收概率预报器214输出的不同的PRatei_n分布，并将所述PRatei_n分布聚合成最终的P速率分布。在非限制性的实施示例中，概率聚合器216可以如 上所例示的对不同的P速率分布取平均。然而，其他允许加权聚合的实施方式也是可能的， 由此能够减少与不太可靠的源相关的P速率分布的权重，并增加与已知为可靠和准确的源 相关的P速率分布的权重。
[0111] P类型谏率的计算
[0112] 对于给定的经纬度，系统输出针对预定时间间隔的预报的P类型速率 (PTypeRate)分布，所述预定时间间隔可以是固定的（例如：1分钟）或可变的（例如：1分 钟，然后5分钟，然后10分钟等）。系统可以按照时间间隔序列预计算或存储预报的P类型 速率分布，或在运行中（onthe fly)计算预报的P类型速率分布。P类型速率分布表示，对 于每个时间间隔P类型速率会发生的确定性或不确定性。
[0113] 参考图1，预报组合器206从P类型预报器202接收最终的P类型分布和从P速 率预报器204接收最终的P速率分布，以将所述P类型分布和所述P速率分布组合成一组 P类型速率分布值，每个所述P类型速率分布值表示以特定速率接收特定类型的降水的概 率。下面提供示例。
[0114] 假设P类型分布如下：降雪：50%，降雨：0 %，冻雨：30%，冰雹：0 %，冰粒：20%， 以及P速率分布如下：无降水：〇%，轻度降水：1〇%，中度降水：20%，重度降水：30%，严重 降水40 %，P类型速率分布可以如下：
[0115]

【权利要求】
1. 一种用于生成针对给定时段和给定地区的气象预报的计算机实现的方法，该方法包 括： 从一个或多个气象源接收针对给定地区的气象值； 使用所述气象值，生成针对给定时段的降水类型预报（P类型预报）的概率分布，所述 降水类型预报包括m个降水类型和与每个类型相关联的概率； 使用所述气象值，生成针对所述给定时段的降水速率预报（P速率预报）的概率分布， 所述降水速率预报包括n个降水速率和与每个速率相关联的概率； 将针对所述给定时段的降水类型预报与针对所述给定时段的降水速率预报进行组合， 以生成m*n个降水类型速率预报（P类型速率预报），每个降水类型速率预报表示以给定速 率具有给定类型的降水的概率；以及 输出所述降水类型速率预报中的一个或多个以用于显示。
2. 根据权利要求1所述的方法，还包括：针对每个降水类型速率预报，将来自所述降水 类型预报的与给定类型的降水相关联的第一概率P1与来自所述降水速率预报的与给定速 率的降水相关联的第二概率P2相乘，以获得表示以所述给定速率接收到所述给定类型的 降水的概率的值P3。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括从多个不同的气象源接收所述气象值。
4. 根据权利要求3所述的方法，还包括： 根据从每个气象源接收的气象值生成单独的降水类型预报，从而生成多个单独的降水 类型预报，以及 使用概率聚合器，将所述多个单独的降水类型预报组合成最终的降水类型预报。
5. 根据权利要求4所述的方法，还包括： 根据从每个气象源接收的气象值生成单独的降水速率预报，从而生成多个单独的降水 速率预报，以及 使用概率聚合器，将所述多个单独的降水速率预报组合成最终的降水速率预报。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中聚合包括执行加权平均，其中根据与每个单独的 降水类型预报或降水速率预报相关联的气象源，将权重分配给该降水速率预报和/或降水 类型预报。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的方法，还包括通过对表示无降水的所有类别的降 水类型速率的概率进行求和来确定将不发生降水的概率。
8. 根据权利要求1-7中任一项所述的方法，还包括通过对表示降水的所有类别的降水 类型速率的概率进行求和来确定将发生降水的概率。
9. 根据权利要求1-8中任一项所述的方法，还包括： 将文本描述与一个降水类型速率或降水类型速率的组合相关联；以及 输出文本描述以用于在用户设备上显示。
10. 根据权利要求9所述的方法，还包括： 将两个或多个降水类型速率预报沿着维度组合起来，所述维度为概率、降水速率、和降 水类型其中之一；以及 将文本描述与降水类型速率预报的每个组合相关联。
11. 根据权利要求1-10中任一项所述的方法，还包括接收指示给定地区的位置的用户 输入。
12. 根据权利要求1-11中任一项所述的方法，还包括接收指示给定时段的用户输入。
13. 根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中所述给定时段包括多个时间间隔， 其中所述多个时间间隔具有固定值。
14. 根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述固定值为1分钟、2分钟、5分 钟、10分钟、15分钟、30分钟和60分钟中的任意一个。
15. 根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中所述给定时段包括多个时间间隔， 其中所述多个时间间隔具有可变值。
16. 根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中接收气象值包括至少接收针对给定 地区的温度分布，并至少基于所述温度分布生成降水类型预报。
17. 根据权利要求1-16中任一项所述的方法，还包括输出降水类型速率预报的不同的 组合以用于显示。
18. -种用于生成针对给定时段和给定地区的气象预报的计算机实现的方法，该方法 包括： 从一个或多个气象源接收针对给定地区的气象值； 使用所述气象值，生成针对给定时段的降水类型预报（P类型预报）的概率分布，降水 类型预报包括m个降水类型和与每个类型相关联的概率； 使用所述气象值，生成针对所述给定时段的降水速率预报（P速率预报）的概率分布， 降水速率预报包括n个降水速率和与每个速率相关联的概率； 将针对所述给定时段的降水类型预报与针对所述给定时段的降水速率预报进行组合， 以生成z个降水类型速率预报（P类型速率预报），数z小于或等于m*n，其中每个降水类型 速率预报表示以给定速率具有给定类型的降水的概率；以及 输出所述降水类型速率预报以用于显示。
19. 一种用于生成针对给定时段和给定地区的气象预报的设备，所述设备包括： 一个或多个处理器； 存储器，存储用于所述一个或多个处理器的指令， 其中当所述一个或多个处理器执行所述指令时，使所述设备： 从一个或多个气象源接收针对给定地区的气象值； 使用所述气象值，生成针对给定时段的降水类型预报（P类型预报）的概率分布，所述 降水类型预报包括m个降水类型和与每个类型相关联的概率； 使用所述气象值，生成针对所述给定时段的降水速率预报（P速率预报）的概率分布， 所述降水速率预报包括n个降水速率和与每个速率相关联的概率； 将针对所述给定时段的降水类型预报与针对所述给定时段的降水速率预报进行组合， 以生成m*n个降水类型速率预报（P类型速率预报），每个降水类型速率预报表示以给定速 率具有给定类型的降水的概率；以及 输出所述降水类型速率预报中的一个或多个以用于显示。
20. -种用于生成针对给定时段和给定地区的气象预报的计算机实现的方法，该方法 包括： 从一个或多个气象源接收针对给定地区的气象值； 使用所述气象值，获得针对给定时段的预报的降水类型； 使用所述气象值，生成针对所述给定时段的降水速率预报的概率分布，所述分布包括n个降水速率和与每个速率相关联的概率； 将所述预报的降水类型与所述分布进行组合，以生成n个表示以给定速率具有所述预 报的降水类型的概率的降水类型速率预报（P类型速率预报）；以及 输出所述降水类型速率预报中的一个或多个以用于显示。
21. -种包括服务器和远程设备的系统，所述远程设备包括显示器并经由通信网络连 接到所述服务器，其中 ： 所述服务器包括一个或多个处理器和存储指令的存储器，其中当执行所述指令时，使 所述服务器： 从一个或多个气象源接收针对给定地区的气象值； 使用所述气象值，获得针对给定时段的预报的降水类型； 使用所述气象值，生成针对所述给定时段的降水速率预报的概率分布，所述分布包括n个降水速率和与每个速率相关联的概率； 将所述预报的降水类型与所述分布进行组合，以生成n个表示以给定速率具有所述预 报的降水类型的概率的降水类型速率预报（P类型速率预报）；以及 输出所述降水类型速率预报中的一个或多个以用于在所述远程设备上显示。
22. -种非临时性计算机可读介质，包括权利要求1-18和20中任一项所述的指令。
【文档编号】G01W1/10GK104380146SQ201480000782
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2013年4月4日
【发明者】A·莱伯兰克 申请人:天气变化研究无限责任公司