热带气旋引发沿海地区瞬时极大风风速预报方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及分析及测量控制技术技术领域，尤其涉及用于热带气旋在沿海地区引 发的瞬时极大风风速预报方法和系统。
【背景技术】
[0002] 国际惯例依据热带气旋（也常常俗称为飓风、台风或热带风暴等）中心附近最大 风力将热带气旋分为：热带低压（Tropicaldepression)，最大风速6~7级，（10. 8-17.lm/ s);热带风暴（Tropicalstorm)，最大风速8~9级，（17. 2~24. 4m/s);强热带风暴（Severe 1：1'〇卩;[0&181:01'111)，最大风速10~11级，（24.5~32.6111/8);台风（17-口]1〇〇11)，最大风速 12 ~13 级，（32. 7m/s~41. 4m/s);强台风（severetyphoon)，最大风速 14 ~15 级（41. 5m/ s~50. 9m/s);超强台风（SuperTyphoon)，最大风速彡16级（彡51. 0m/s)。热带气旋是 最具破坏力的自然灾害之一，其引起的强风对人员、农作物、房屋、船只等造成巨大的伤亡 和破坏。
[0003] 以往热带气旋引发局地瞬时极大风的研究以定性结论居多，定量的分析较少。在 过去的几十年里，数值天气预报（NumericalWeatherPrediction,NWP)模式预报热带气旋 路径的能力得到大幅度提高。相比较之下，在热带气旋风速预报方面，由于精度的限制，数 值预报模型还无法取得良好的预报效果，因此研究一种数学模型以外的预报方法来及时准 确地做好热带气旋引发瞬时极大风风速的预报预警是一项极其需要加强的工作。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，基于数理统计理论，解决传统技术无法准确地做出热带气旋 引发沿海地区瞬时极大风的风速预报问题。
[0005] 本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。
[0006] -种热带气旋引发沿海地区瞬时极大风风速预报方法，包括以下步骤：
[0007] 收集对待测地区有大风影响的历史热带气旋数据以及对应时间所述待测地区的 小时瞬时极大风风速历史数据；
[0008] 根据强度对所述历史热带气旋数据进行分类得到各类热带气旋的数据；
[0009] 将所述待测地区的预测范围划分为多个ΓΧΓ的正方形经炜度网格，针对每 一类热带气旋，在所述网格内同一个热带气旋只选取待测地区出现最大瞬时极大风速的路 径点，并计算所述路径点与所述待测地区的距离和方位，绘制所述各类热带气旋引发所述 待测地区瞬时极大风风速的位置空间分布图；以及
[0010] 根据未来待预测热带气旋的强度及路径信息结合所述瞬时极大风位置空间分布 图预测和输出所述未来待预测热带气旋到达预测地点时所述待测地区将出现的瞬时极大 风的风速。
[0011] 本发明一较佳实施例中，根据强度对所述历史热带气旋数据进行分类的步骤包 括：
[0012] 将热带气旋1的所有路径点根据其当时的强度级别分为SuTY路径点集1，STY路 径点集1，TY路径点集1，STS路径点集1，TS路径点集1，TD路径点集1 ;将热带气旋2的所 有路径点根据其当时的强度级别分为SuTY路径点集2,STY路径点集2,TY路径点集2,STS 路径点集2,TS路径点集2,TD路径点集2 ;…；以此类推；
[0013] 将SuTY路径点集1，SuTY路径点集2,SuTY路径点集3,…，重新归类为SuTY路 径点集；将STY路径点集1，STY路径点集2,STY路径点集3,…，重新归类为STY路径点 集；…；以此类推；
[0014] 其中，所述SuTY表示超强台风、所述STY表示强台风、所述TY表示台风、所述STS 表示强热带风暴、所述TS表示热带风暴、所述TD表示热带低压。
[0015] 本发明一较佳实施例中，在计算所述路径点与所述待测地区的距离和方位的步骤 中，针对每一个所述路径点的数据，使用公式（1)计算其与待测地区的距离：
[0016]
(1.)
[0017] 其中，LjPΦi是一个点的经度与炜度，1^2和Φ2是另一个点的经度与炜度，R为 地球半径，S则是两个点之间的距离；
[0018] 针对每一个所述路径点的数据，使用公式（2)计算其相对于待测地区的方位：
[0019]
(2):
[0020] 其中，α为点B相对于点A的方位角，1^和Φ1是点A的经度与炜度，LjPΦ2是 点B的经度与炜度，Θ满足公式（3):
[0021] cos(Θ) =cos(90-Φ2)cos(90-Φ》+sin(90-Φ2)sin(90-Φ》cos(Χ2-Ι^) (3)
[0022] 当点B位于相对于A的第一象限时，方位角为a;当B位于A第二象限时，方位角 为360+a;当B位于A第三及第四象限时，方位角为180-a。
[0023] 本发明一较佳实施例中，所述未来待预测热带气旋的强度和路径信息根据数值天 气预报模型以及气象预报员的经验获得。
[0024] 一种热带气旋引发沿海地区瞬时极大风风速预报系统，包括：
[0025] 数据收集模块，用于收集对待测地区有大风影响的历史热带气旋数据以及对应时 间所述待测地区的小时瞬时极大风风速历史数据；
[0026] 分类模块，用于根据强度对所述历史热带气旋数据进行分类得到各类热带气旋的 数据；
[0027] 数据处理模块，用于将所述待测地区的预测范围划分为多个ΓΧΓ的正方形 经炜度网格，针对每一类热带气旋，在所述网格内同一个热带气旋只选取待测地区出现最 大瞬时极大风速的路径点；并计算所述路径点与所述待测地区的距离和方位，绘制所述各 类热带气旋引发所述待测地区瞬时极大风风速的位置空间分布图；以及
[0028] 输出模块，用于根据未来待预测热带气旋的强度和路径信息结合所述瞬时极大风 位置空间分布图预测和输出所述未来待预测热带气旋到达预测地点时所述待测地区将出 现的瞬时极大风的风速。
[0029] 本发明一较佳实施例中，所述分类模块包括：
[0030] 分类子模块，用于将热带气旋1的所有路径点根据其当时的强度级别分为SuTY路 径点集1，STY路径点集1，TY路径点集1，STS路径点集1，TS路径点集1，TD路径点集1 ;将 热带气旋2的所有路径点根据其当时的强度级别分为SuTY路径点集2,STY路径点集2,TY 路径点集2,STS路径点集2,TS路径点集2,TD路径点集2 ;…；以此类推；
[0031] 归类子模块，用于将SuTY路径点集1，SuTY路径点集2,SuTY路径点集3,…，重新 归类为SuTY路径点集；将STY路径点集1，STY路径点集2,STY路径点集3,…，重新归类为 STY路径点集；…；以此类推；
[0032] 其中，所述SuTY表示超强台风、所述STY表示强台风、所述TY表示台风、所述STS 表示强热带风暴、所述TS表示热带风暴、所述TD表示热带低压。
[0033] 本发明一较佳实施例中，所述未来待预测热带气旋的强度和路径信息根据数值天 气预报模型以及气象预报员的经验获得。
[0034] 相较于现有技术，本发明提出了一种统计学方法定量分析和预报热带气旋引发沿 海地区发生瞬时极大风的风速，为气象局发布热带气旋大风预报预警提供参考。
[0035] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他