[發明專利]對流層頂風場反演方法、裝置、存儲介質及計算機設備在審
| 申請號： | 202010054145.5 | 申請日： | 2020-01-17 |
| 公開（公告）號： | CN111241698A | 公開（公告）日： | 2020-06-05 |
| 發明（設計）人： | 壽亦萱;陸風 | 申請（專利權）人： | 國家衛星氣象中心 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G01W1/00;G06F111/10 |
| 代理公司： | 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372 | 代理人： | 吳大建;張杰 |
| 地址： | 100081 北京市海淀區中*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 對流層 頂風 反演 方法 裝置 存儲 介質 計算機 設備 | ||
1.一種基于氣象衛星的對流層頂風場反演方法，其特征在于，包括以下步驟：
基于氣象衛星觀測數據反演獲得對流層頂氣壓數據；
計算各緯度的科里奧利力，基于所述各緯度的科里奧利力和所述對流層頂氣壓數據獲得所述對流層頂風場的風速分量數值,并根據緯度值確定所述風場的風速分量方向；
基于所述風場的風速分量數值和方向反演出對流層頂風場的風速；
將反演出的對流層頂風場的風速數據輸出，以區分對流層頂風場的風速。
2.根據權利要求1所述的基于氣象衛星的對流層頂風場反演方法，其特征在于，所述基于氣象衛星觀測數據反演獲得對流層頂氣壓數據，包括：
基于氣象衛星反演的溫度廓線資料，計算溫度垂直遞減率最小值或溫度最低值所在高度的氣壓來獲得對流層頂氣壓；
或者利用氣象衛星的臭氧探測儀的資料反演得到大氣臭氧總量，并基于大氣臭氧總量通過回歸計算式獲得臭氧對流層頂氣壓；
或者通過氣象衛星多通道掃描輻射成像儀的水汽通道和紅外通道反演的亮溫、中層平均比濕、高層平均比濕、衛星觀測時間、經緯度及衛星天頂角信息，通過回歸計算式獲得對流層頂氣壓。
3.根據權利要求1所述的基于氣象衛星的對流層頂風場反演方法，其特征在于，在基于氣象衛星觀測數據反演獲得對流層頂氣壓數據之后，且在所述計算各緯度的科里奧利力之前，所述方法還包括以下步驟：
基于衛星像素點行列號與經緯度的對應關系，將所述對流層頂氣壓數據從衛星觀測投影模式轉換到等經緯度投影模式。
4.根據權利要求1所述的基于氣象衛星的對流層頂風場反演方法，其特征在于，
獲得所述科里奧利力的計算式為，
其中，Ω＝7.292×10-5弧度/秒,π＝3.14159弧度/度；
所述弧度的計算式為，
其中，表示緯度(單位為度°)。
5.根據權利要求4所述的基于氣象衛星的對流層頂風場反演方法，其特征在于，
基于地轉平衡原理和所述科里奧利力，計算所述對流層頂風場的風速數值，包括：
獲得對流層頂風場風速的分量，所述對流層頂風場風速的分量計算式為：
其中，為南北風風速分量，為東西風風速分量，P為氣壓，單位為hPa，f為科里奧利力，ρ為空氣密度，和分別表示對物理量求東西方向和南北方向的偏導；
采用差分法對計算式(3)進行數值化處理求解，所述南北風風速分量計算式為：
其中，為南北風風速分量，Δn表示等經緯度網格點上東西方向上相鄰兩點的經度差，表示緯度，R為地球緯度圈相隔一度的距離，ΔP為網格點上東西方向上相鄰兩點的氣壓差；
采用差分法對計算式(4)進行數值化處理求解，所述東西風風速分量計算式為：
其中，為東西風風速分量，Δn表示等經緯度網格點上南北方向上相鄰兩點的緯度差，R為地球緯度圈相隔一度的距離，ΔP為網格點上南北方向上相鄰兩點的氣壓差。
6.根據權利要求5所述的基于氣象衛星的對流層頂風場反演方法，其特征在于，基于緯度值確定所述對流層頂風場的風速分量方向設置為：若緯度值為-90°～0°，則風場的風速分量方向符號取數值的反值。
7.根據權利要求1所述的基于氣象衛星的對流層頂風場反演方法，其特征在于，
獲得所述對流層頂風場的風速的計算式為：
其中，V為對流層頂風場的風速，為南北風風速分量，為東西風風速分量。
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