一种地面冷空气强度的检测方法与流程

本发明属于天气预报，尤其涉及一种地面冷空气强度的检测方法。

背景技术：

1、气象预报业务中，检测(或称为诊断)分析地面冷空气强度，是准确预报天气的重要环节。传统的方法是采用24小时地面变压来检测地面冷空气强弱，一般情况下，冷空气越强，正变压越大。但压强变化只是反映冷空气性质的其中一个特征，不能反映冷空气的综合特性，比如温度、湿度及流动性等；另外，高压环流、热带气旋等天气系统也会造成局部区域正变压，容易与冷空气造成的正变压混淆，给气象工作者分析工作造成一定干扰。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种地面冷空气强度的检测方法，以提高冷空气强度检测的灵敏度。

2、为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、提供了一种地面冷空气强度的检测方法，包括以下步骤：

4、s10，选择要进行冷空气强度检测的数据类型；

5、s20，提取所述数据类型中待检测区域第一时刻和第二时刻的物理量，并获得第一时刻和第二时刻之间所述物理量的差值，所述物理量包括海平面气压p、地面气温t、地面露点td、水平风速|v|；

6、s30，以s20中获得的数据为变量，通过设定公式计算出第一时刻和第二时刻之间待检测区域的密度变化通量数值dvf；

7、s40，基于所述密度变化通量数值dvf确定地面冷空气强度。

8、s30中所述设定公式为：

9、

10、a＝287.1，δp＝p2-p1，δt＝t2-t1，δtd＝td2-td1，p2为第二时刻的海平面气压，p1为第一时刻的海平面气压，t2为第二时刻的地面气温，t1为第一时刻的地面气温，td2为第二时刻的地面露点，td1为第一时刻的地面露点，公式中的t、p、td、|v|采用第二时刻的对应数值，|v|是表示水平风速矢量v的数值大小。

11、所述s20中，对于数据类型中的缺失数据用不参与计算的异常值表示。

12、采集的数据中可能会存在某个变量缺失的情况，如果这些数据参与计算可能会导致结算结果误差或虚假结果，因此本方案中，通过将其用异常值表示不参与计算，可以提高计算结果的可靠性。

13、所述s40中，基于所述密度变化通量数值dvf确定地面冷空气强度的处理包括：将所述密度变化通量数值绘制成等值线图或填色图进行可视化展示。进一步地，在等值线图或填色图中，密度变化通量数值dvf越大，色度越大。

14、本方案中，通过绘制二维分析图，可以直观且清晰展现冷空气强度的时空分布，展示性强。

15、与现有技术相比，本发明可以定量判断入侵某地的地面冷空气强度，可以提升地面冷空气检测灵敏度，该方法适用于气象预报业务分析和气象科学研究。

16、以24小时天气变化为例，利用地面报文观测实况中海平面气压、温度、露点、水平风速、变压、变温等物理量，带入公式计算得到过去24小时内密度变化通量，依据该密度变化通量正负和具体数值大小，可以快速定量判断冷空气是否入侵某地及其入侵强度。由于推导的公式涉及气压、温度、水平风速等多个自变量，该方法不仅可以表征冷空气强度，还可以反映冷空气的综合性质。

17、此外，在实际业务预报中，预报员利用24小时地面变压来判断某地是否受冷空气影响，其中正变压表示有影响，负变压则表示无。这种方法无法剔除某些天气系统引起的气压变化，容易造成预报员对冷空气活动的空报和漏报。本发明提出的方法可以有效避免上述问题，对冷空气的检测灵敏度更强。

18、本发明还具有的其他优势请见实施例部分的相关描述。

技术特征：

1.一种地面冷空气强度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的地面冷空气强度的检测方法，其特征在于，s30中所述设定公式为：

3.根据权利要求1所述的地面冷空气强度的检测方法，其特征在于，所述s20中，对于数据类型中的缺失数据用不参与计算的异常值表示。

4.根据权利要求1所述的地面冷空气强度的检测方法，其特征在于，所述s40中，基于所述密度变化通量数值dvf确定地面冷空气强度的处理包括：将所述密度变化通量数值绘制成等值线图或填色图进行可视化展示。

5.根据权利要求4所述的地面冷空气强度的检测方法，其特征在于，在等值线图或填色图中，密度变化通量数值dvf越大，色度越大。

6.根据权利要求1所述的地面冷空气强度的检测方法，其特征在于，所述s40中，如果dvf＞0则检测为有冷空气，且数值越大冷空气强度越强，若dvf＜0则检测为无冷空气。

7.根据权利要求1所述的地面冷空气强度的检测方法，其特征在于，所述数据类型为国家气象局下发的地面报文、欧洲中心细网格模式产品数据、国家气象局cma-gfs、cma-meso产品数据中的一种。

技术总结
本发明涉及天气预报技术领域，具体为一种地面冷空气强度的检测方法，包括以下步骤：S10，选择要进行冷空气强度检测的数据类型；S20，提取所述数据类型中待检测区域第一时刻和第二时刻的物理量，并获得第一时刻和第二时刻之间所述物理量的差值，所述物理量包括海平面气压P、地面气温T、地面露点td、水平风速|V|；S30，以S20中获得的数据为变量，通过设定公式计算出第一时刻和第二时刻之间待检测区域的密度变化通量数值DVF；S40，基于所述密度变化通量数值DVF确定地面冷空气强度。本发明依据该密度变化通量正负和具体数值大小，可以快速定量判断冷空气是否入侵某地及其入侵强度。

技术研发人员：刘宸钊,许平平,杨道勇,胡云涛,袁阅,张滢,赵兴娜,许磊,施萧,王虎
受保护的技术使用者：中国人民解放军63796部队
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24