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一种气候变化情景下汽通量的数据处理方法及装置

阅读:823发布:2020-05-16

专利汇可以提供一种气候变化情景下汽通量的数据处理方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 气候 变化 情景下 水 汽通量的 数据处理 方法,获取待研究区的包括垂直层 风 向、风速以及比湿数据在内的环境数据,利用所述环境数据和预设的水汽通量对应关系确定水汽通量,在环境数据中考虑到垂直层风向、风速以及比湿数据,减少参考量不足带来的误差问题,使得对水汽通量的处理结果更准确更可靠,本发明还提供一种 气候变化 情景下水汽通量的数据处理装置。,下面是一种气候变化情景下汽通量的数据处理方法及装置专利的具体信息内容。

1.一种气候变化情景下汽通量的数据处理方法,其特征在于,所述方法包括:
获取待研究区的包括垂直层向、风速以及比湿数据在内的环境数据;
利用所述环境数据和预设的水汽通量对应关系确定水汽通量。
2.根据权利要求1所述的气候变化情景下水汽通量的数据处理方法,其特征在于,所述获取待研究区的包括垂直层风向、风速以及比湿数据在内的环境数据,包括:
利用Arcgis软件对耦合模式比较计划中采用的气候模式数据中数据集进行处理得到所述待研究区的环境数据。
3.根据权利要求1所述的所述的气候变化情景下水汽通量的数据处理方法,其特征在于,所述利用所述环境数据和预设的水汽通量对应关系确定水汽通量,包括:
根据所述风速确定所述待研究区的长期平均风速,其中所述长期平均风速不包括风速异常值;
根据所述比湿数据确定所述待研究区的长期平均比湿,其中所述长期平均风速不包括比湿异常值;
获取所述比湿异常值、所述风速异常值、重加速度、下层大气压强以及上层大气压强;
所述水汽通量Q的对应关系为:
式中,Q为水汽通量;g为重力加速度;Ps为下层大气压强;P为上层大气压强;为除去比湿异常值外的长期平均比湿;为除去风速异常值外的长期平均风速;q′为比湿异常值;V′为风速异常值。
4.根据权利要求1所述的所述的气候变化情景下水汽通量的数据处理方法,其特征在于,所述平均长期风速包括经向风速和纬向风速。
5.根据权利要求4所述的所述的气候变化情景下水汽通量的数据处理方法,其特征在于,所述气候模式数据中大气压强在垂向上共分为8层,每层大气压强分别是1000hpa、
925hpa、850hpa、700hpa、600hpa、500hpa、400hpa、300hpa。
6.根据权利要求5所述的所述的气候变化情景下水汽通量的数据处理方法,其特征在于,将其中两个数值作为Ps和P的取值来计算这两层大气之间的水汽通量,计算结果为正,表示水汽通量流入研究区,计算结果为负,表示水汽通量流出研究区。
7.根据权利要求1所述的所述的气候变化情景下水汽通量的数据处理方法,其特征在于,所述水汽通量包括所述待研究区的东西南北四个方向上任意两层大气层之间的水汽通量Qe、Qw、Qs、Qn,根据经向的水汽通量Qe+Qw之和确定水汽通量在经向的流入或流出情况,根据纬向的水汽通量Qs+Qn之和确定纬向上的流入或流出情况。
8.一种气候变化情景下水汽通量的数据处理装置,其特征在于,所述装置包括:
获取单元,用于获取待研究区的包括垂直层风向、风速以及比湿数据在内的环境数据;
确定单元,用于利用所述环境数据和预设的水汽通量对应关系确定水汽通量。
9.根据权利要求8所述的气候变化情景下水汽通量的数据处理装置,其特征在于,所述获取单元具体用于:
利用Arcgis软件对耦合模式比较计划中采用的气候模式数据中数据集进行处理得到所述待研究区的环境数据。
10.根据权利要求8所述的所述的气候变化情景下水汽通量的数据处理装置,其特征在于,所述确定单元具体用于:
根据所述风速确定所述待研究区的长期平均风速,其中所述长期平均风速不包括风速异常值;
根据所述比湿数据确定所述待研究区的长期平均比湿,其中所述长期平均风速不包括比湿异常值;
获取所述比湿异常值、所述风速异常值、重力加速度、下层大气压强以及上层大气压强;
所述水汽通量Q的对应关系为:
式中,Q为水汽通量;g为重力加速度;Ps为下层大气压强;P为上层大气压强;为除去比湿异常值外的长期平均比湿;为除去风速异常值外的长期平均风速;q′为比湿异常值;V′为风速异常值。

说明书全文

一种气候变化情景下汽通量的数据处理方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及水文气象技术领域,特别是涉及一种气候变化情景下水汽通量的数据处理方法及装置。

背景技术

[0002] 近年来,随着全球变化的加剧,极端旱涝事件频发。为适应和减缓气候变化带来的负面影响,需准确预测暴雨事件。暴雨形成的必要条件之一就是要有足够的水分,而仅凭研究区已有的水分是无法形成暴雨的,还需要有水汽源源不断地输入研究区才能形成暴雨。因此,为预测暴雨事件,需计算研究区的水汽通量。
[0003] 水汽通量是指单位时间内流经与速度矢正交的某一单位截面的水汽质量。它表示了水汽输送的强度和方向。水汽通量有水平分量和垂直分量两种,通常所说的水汽通量指的是水平水汽通量。现有水汽通量计算公式为 其没有考虑速V和比湿q的异常值,因此,在暴雨等极端事件的计算时可能会产生偏差。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种气候变化情景下水汽通量的数据处理方法及装置,对水汽通量的数据处理结构更加精确、可靠。
[0005] 为解决上述技术问题,作为本发明的一个方面,提供了一种气候变化情景下水汽通量的数据处理方法,所述方法包括:
[0006] 获取待研究区的包括垂直层风向、风速以及比湿数据在内的环境数据;
[0007] 利用所述环境数据和预设的水汽通量对应关系确定水汽通量。
[0008] 作为本发明的另一个方面,提供了一种气候变化情景下水汽通量的数据处理装置,所述装置包括:
[0009] 获取单元,用于获取待研究区的包括垂直层风向、风速以及比湿数据在内的环境数据;
[0010] 确定单元,用于利用所述环境数据和预设的水汽通量对应关系确定水汽通量。
[0011] 本发明的气候变化情景下水汽通量的数据处理方法及装置,获取待研究区的包括垂直层风向、风速以及比湿数据在内的环境数据,利用所述环境数据和预设的水汽通量对应关系确定水汽通量,在环境数据中考虑到垂直层风向、风速以及比湿数据,减少参考量不足带来的误差问题,使得对水汽通量的处理结果更准确更可靠。附图说明
[0012] 图1示意性示出了本发明实施例中的气候变化情景下水汽通量的数据处理方法的流程图
[0013] 图2示意性示出了本发明实施例中的气候变化情景下水汽通量的数据处理装置的结构框图。图3示意性示出了本发明实施例中的气候变化情景下水汽通量的数据处理装置的结构逻辑图

具体实施方式

[0014] 以下对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0015] 本发明实施例中提供的一种气候变化情景下水汽通量的数据处理方法,所述方法包括:
[0016] S101、获取待研究区的包括垂直层风向、风速以及比湿数据在内的环境数据;
[0017] 本发明中,术语“环境数据”是指计算水汽通量所需的所有数据。例如,垂直风向、风速以及比湿数据等,可以在耦合模式比较计划中利用Arcgis软件对耦合模式比较计划中采用的气候模式数据中数据集进行处理得到所述待研究区的环境数据。
[0018] 若需要研究不同精度的处理结果,可以在Arcgis软件中进行插值处理,对于插值法,插值可以根据有限的样本数据点预测栅格中的像元值,可以预测任何地理点数据(如高程、降雨、化学物质浓度和噪声等级等)的未知值,插值法可以采用反距离权重法、克里金法、自然邻域法、样条函数、含障碍的样条函数、地形转栅格、趋势面法,本领域普通技术人员应当了解,对此不作赘述。
[0019] S102、利用所述环境数据和预设的水汽通量对应关系确定水汽通量。
[0020] 具体地,根据所述风速确定所述待研究区的长期平均风速,其中所述长期平均风速不包括风速异常值,根据所述比湿数据确定所述待研究区的长期平均比湿,其中所述长期平均风速不包括比湿异常值,获取所述比湿异常值、所述风速异常值、重加速度、下层大气压强以及上层大气压强,所述水汽通量Q 的对应关系为:
[0021]
[0022] 式中,Q为水汽通量;g为重力加速度;Ps为下层大气压强;P为上层大气压强;为除去比湿异常值外的长期平均比湿; 为除去风速异常值外的长期平均风速;q′为比湿异常值;V′为风速异常值。
[0023] 进一步地,将其中两个数值作为Ps和P的取值来计算这两层大气之间的水汽通量,计算结果为正,表示水汽通量流入研究区,计算结果为负,表示水汽通量流出研究区。
[0024] 水汽通量,又称水汽输送量,是表示在单位时间内流经某一单位面积的水汽量。水汽通量有水平输送通量和垂直输送通量之分,通常说的水汽输送主要是指水平方向的水汽输送。
[0025] 进一步地,所述平均长期风速包括经向风速和纬向风速,经向风速为东西方向的风速,纬向风速为南北方向风速。
[0026] 进一步地,所述气候模式数据中大气压强在垂向上共分为8层,每层大气压强分别是1000hpa、925hpa、850hpa、700hpa、600hpa、500hpa、400hpa、 300hpa。
[0027] 进一步地,所述水汽通量包括所述待研究区的东西南北四个方向上任意两层大气层之间的水汽通量Qe、Qw、Qs、Qn,根据经向的水汽通量Qe+Qw之和确定水汽通量在经向的流入或流出情况,根据纬向的水汽通量Qs+Qn之和确定纬向上的流入或流出情况。
[0028] 本发明的气候变化情景下水汽通量的数据处理方法,获取待研究区的包括垂直层风向、风速以及比湿数据在内的环境数据,利用所述环境数据和预设的水汽通量对应关系确定水汽通量,在环境数据中考虑到垂直层风向、风速以及比湿数据,减少参考量不足带来的误差问题,使得对水汽通量的处理结果更准确更可靠。
[0029] 结合图3所示,本发明实施例中提供的一种气候变化情景下水汽通量的数据处理装置,所述装置包括:
[0030] 获取单元301,用于获取待研究区的包括垂直层风向、风速以及比湿数据在内的环境数据;
[0031] 确定单元302,用于利用所述环境数据和预设的水汽通量对应关系确定水汽通量。
[0032] 可选地,所述获取单元301具体用于:
[0033] 利用Arcgis软件对耦合模式比较计划中采用的气候模式数据中数据集进行处理得到所述待研究区的环境数据。
[0034] 可选地,所述确定单元302具体用于:
[0035] 根据所述风速确定所述待研究区的长期平均风速,其中所述长期平均风速不包括风速异常值;
[0036] 根据所述比湿数据确定所述待研究区的长期平均比湿,其中所述长期平均风速不包括比湿异常值;
[0037] 获取所述比湿异常值、所述风速异常值、重力加速度、下层大气压强以及上层大气压强;
[0038] 所述水汽通量Q的对应关系为:
[0039]
[0040] 式中,Q为水汽通量;g为重力加速度;Ps为下层大气压强;P为上层大气压强;为除去比湿异常值外的长期平均比湿; 为除去风速异常值外的长期平均风速;q′为比湿异常值;V′为风速异常值。
[0041] 本发明的气候变化情景下水汽通量的数据处理装置,获取单元获取待研究区的包括垂直层风向、风速以及比湿数据在内的环境数据,确定单元利用所述环境数据和预设的水汽通量对应关系确定水汽通量,在环境数据中考虑到垂直层风向、风速以及比湿数据,减少参考量不足带来的误差问题,使得对水汽通量的处理结果更准确更可靠。
[0042] 以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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