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基于微波散射計(jì)海面風(fēng)場(chǎng)資料的熱帶氣旋強(qiáng)風(fēng)圈提取方法與優(yōu)化

發(fā)布時(shí)間:2020-04-10 11:56
【摘要】:臺(tái)風(fēng)(熱帶氣旋)是全球發(fā)生頻率最高、危害最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。中國(guó)位于西北太平洋沿岸,東南部擁有綿長(zhǎng)的海岸線,是世界上少數(shù)幾個(gè)遭受臺(tái)風(fēng)影響最嚴(yán)重的國(guó)家之一,每年因臺(tái)風(fēng)襲擊造成上百億人民幣的損失。其中,強(qiáng)風(fēng)圈是指示臺(tái)風(fēng)大風(fēng)區(qū)范圍的關(guān)鍵參數(shù)。它以臺(tái)風(fēng)中心為圓點(diǎn),不同等級(jí)的平均風(fēng)速對(duì)應(yīng)的平均半徑即該等級(jí)風(fēng)速的風(fēng)圈半徑,風(fēng)圈半徑能夠直觀的反映臺(tái)風(fēng)的影響范圍。本文提出了一種基于微波散射計(jì)海面風(fēng)場(chǎng)資料的熱帶氣旋強(qiáng)風(fēng)圈提取方法。以國(guó)產(chǎn)海洋衛(wèi)星(HY-2A)微波散射計(jì)風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)品為主,首先生成海面風(fēng)場(chǎng)圖,然后基于風(fēng)場(chǎng)圖提取臺(tái)風(fēng)中心經(jīng)緯度、臺(tái)風(fēng)近中心最大風(fēng)速、臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)速半徑等主要臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)信息參數(shù)。并將上述參數(shù)分別代入Willoughby與Vickery兩種臺(tái)風(fēng)形狀系數(shù)模型以獲取對(duì)應(yīng)的臺(tái)風(fēng)形狀系數(shù),并結(jié)合Holland風(fēng)場(chǎng)模型,擬合臺(tái)風(fēng)風(fēng)速剖面曲線,提取臺(tái)風(fēng)風(fēng)圈半徑信息。最后,利用該方法對(duì)臺(tái)風(fēng)“珊瑚”、“菲特”、“燦鴻”的34 kt與50 kt風(fēng)圈半徑進(jìn)行提取,結(jié)果表明:以Willoughby模型為基礎(chǔ),計(jì)算得到的臺(tái)風(fēng)形狀系數(shù)對(duì)應(yīng)的Holland風(fēng)圈半徑更為準(zhǔn)確,34 kt風(fēng)圈半徑平均RMSE為25.38 km,MAE為19.83 km;50 kt風(fēng)圈半徑平均RMSE為20.52 km,MAE為18.33 km。由于Willoughby與Vickery兩種模型及其他主要的臺(tái)風(fēng)形狀系數(shù)模型都不是專門針對(duì)西北太平洋熱帶氣旋構(gòu)建,因此直接用于擬合西北太平洋熱帶氣旋的臺(tái)風(fēng)形狀系數(shù)過程中會(huì)存在一定的誤差。本文針對(duì)西北太平洋地區(qū),以JTWC最佳路徑數(shù)據(jù)集中的參數(shù)為基礎(chǔ),進(jìn)行了臺(tái)風(fēng)形狀系數(shù)擬合實(shí)驗(yàn),提出4個(gè)擬合度較高的優(yōu)化模型,并將其與Willoughby模型進(jìn)行對(duì)比。通過選取2012年至2017年間共16個(gè)臺(tái)風(fēng)為例,驗(yàn)證優(yōu)化模型的反演精度,結(jié)果表明:本文提出的優(yōu)化模型計(jì)算得到的風(fēng)圈半徑比Willoughby模型精度更高,即對(duì)應(yīng)的臺(tái)風(fēng)形狀系數(shù)精度更高。其中,最優(yōu)模型的34 kt風(fēng)圈半徑總平均RMSE為29.62 km,總平均MAE為25.90 km;50 kt風(fēng)圈半徑總平均RMSE為19.20 km,總平均MAE為18.29 km。本研究為提取西北太平洋地區(qū)的臺(tái)風(fēng)風(fēng)圈提供了新思路。
【圖文】:

基于微波散射計(jì)海面風(fēng)場(chǎng)資料的熱帶氣旋強(qiáng)風(fēng)圈提取方法與優(yōu)化


HSCAT觀海二號(hào)散(HY-2Scatterometer,HSCAT)一真徑雷系統(tǒng)

路徑圖,路徑,熱帶,路徑數(shù)


杭州師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 數(shù)據(jù)產(chǎn)品與風(fēng)場(chǎng)模型原理2.2 最 路徑數(shù)最 路徑數(shù) 權(quán)威 構(gòu)發(fā) , 熱帶 旋 要參數(shù) 數(shù)產(chǎn)品。對(duì)于 北 平 域熱帶 旋, 聯(lián)合臺(tái)風(fēng)預(yù) 中 (JointTyphoonWarning Center, JTWC)發(fā) 了從二十世 十年代至 全部 北 平 域熱帶 旋 最 路徑數(shù) 。數(shù) 規(guī)時(shí)間間隔 為 6 時(shí),即熱帶 旋生成0 時(shí)、6 時(shí)、12 時(shí)、18 時(shí)(UTC 時(shí)間) 一 ,, 部分強(qiáng)臺(tái)風(fēng) ,時(shí)間會(huì)縮短至 3 時(shí),即 增 3 時(shí)、9 時(shí)、15 時(shí)、21 時(shí)(UTC 時(shí)間)。
【學(xué)位授予單位】:杭州師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號(hào)】:P444

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本文編號(hào):2622196

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