本發(fā)明涉及大氣“超低溫”識別技術領域，具體為一種大氣“超低溫”精確厚度及強度識別方法。

背景技術：

一般自然降水的產生，不僅需要一定的宏觀天氣條件，還需要滿足云中的微物理條件。在一定溫度下，空氣形成了飽和空氣，這時如果氣溫降低，空氣中凝結核形成微小水滴--云、霧，云中的小水滴互相碰撞形成降雨、雪、冰雹等降落到地面。傳統(tǒng)預報是通過數(shù)值預報、模式預報和統(tǒng)計分析預報降水量，這種預報方法是建立在不變化的情況下的預測，無法識別強對流氣象災害影響的關鍵信息--大氣“超低溫”。歐陽首承建立的blowup軟件系統(tǒng)，對大氣“超低溫”厚度和強度的識別誤差精度在500m以上。本方法是建立在北斗大氣探空信息(非規(guī)則信息)數(shù)字化預測技術上，正確識別大氣“超低溫”厚度和強度的識別誤差精度在10m以下，對強對流氣象災害預測水平提高具有重要作用。

大氣“超低溫”是在大氣300-100pha(7公里-12公里)高度層，突然出現(xiàn)氣溫降低20-30度的超低層，是歐陽首承教授在上世紀60年代發(fā)現(xiàn)和提出，是影響強對流性氣象災害的重要關鍵因子。目前常規(guī)業(yè)務無法發(fā)現(xiàn)和識別大氣“超低溫”，歐陽首承的潰變理論軟件(biowup)識別大氣“超低溫”厚度和強度誤差較大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種大氣“超低溫”精確厚度及強度識別方法，針對強對流氣象災害的精細預測，彌補了常規(guī)天氣預報業(yè)務系統(tǒng)不能識別大氣“超低溫”，滿足了強對流氣象災害的預測預警需求；以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種大氣“超低溫”精確厚度及強度識別方法，包括以下步驟：步驟一，北斗大氣探空物理量輸入；步驟二，數(shù)字化模式系統(tǒng)計算處理，并輸出顯示數(shù)字圖形；步驟三，大氣“超低溫”特征識別；其中在所述的步驟一中：通過北斗大氣探空獲取的非規(guī)則信息數(shù)據資料輸入，通過data轉換為數(shù)字化模式中存入high模塊的tloph目錄，為數(shù)字化計算調用；

在所述的步驟二中：調用數(shù)字化模式計算模塊進行物理量數(shù)據的位溫計算處理，垂直精度達到小于10m，以橫軸表示位溫，縱軸表示氣壓高度，繪制數(shù)字化結構圖，并輸出圖形；

在所述的步驟三中，大氣“超低溫”厚度和強度識別過程中：1)超低溫層在300pha-215pha高度層；2)超低溫強度用“超低溫”層位溫曲線隨高度變化的一階導數(shù)表示，數(shù)值越大，“超低溫”越強；3)“超低溫”越厚、強度越大，災害程度越強，反之就弱。

作為本發(fā)明的進一步技術方案：在所述步驟一中，北斗大氣探空物理量包括氣壓、溫度、濕度和風場。

作為本發(fā)明的進一步技術方案：采用演化科學的信息數(shù)字化技術方法，運用北斗大氣探測物理信息處理的數(shù)字化結構分析技術，準確識別大氣“超低溫”厚度和強度。

作為本發(fā)明的進一步技術方案：所述信息數(shù)字化技術方法選擇地球物理學中的可以體現(xiàn)熱量垂直分布的位溫；即其中式中θ為位勢溫度，表示熱量；t為氣溫(以絕對溫標k表示)，p0為海平面氣壓，p為任意高度的氣壓(均以hpa表示)，rd為氣體常數(shù)，cp定壓比熱；建立以熱能表征的信息數(shù)字化解碼技術軟件，系統(tǒng)之所以采用位溫表示，其體了基本粒子的非規(guī)則運動的現(xiàn)熱量的分布性。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用演化科學的信息數(shù)字化技術方法，運用北斗大氣探測物理信息處理的數(shù)字化結構分析技術，準確識別大氣“超低溫”厚度和強度；

通過北斗大氣探空信息，采用大氣位溫能量的物理計算處理，大氣熱量曲線圖在大氣300-100pha高度層出現(xiàn)折轉結構，通過計算機繪制成大氣“超低溫”結構圖形，識別大氣“超低溫”厚度、強度，“超低溫”厚度識別精確度誤差10m。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的步驟示意圖。

圖中：

a.北斗大氣探空物理量輸入，物理量為氣壓、溫度、濕度、風速、風向等物理信息。

b.信息數(shù)字化技術系統(tǒng)計算處理分析。

c.大氣“超低溫”模式識別，大氣“超低溫”結構特征圖形輸出。

圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)界面。

圖3為本發(fā)明的北斗大氣探空信息數(shù)據模塊示意圖。

圖4是本發(fā)明中北斗探空2013年7月14日20時暴雨型“超低溫”結構圖。

圖5是本發(fā)明中北斗探空2013年7月14日20時暴雨型“超低溫”結構圖

圖6-圖11是本發(fā)明中北京“7.21”特大暴雨“超低溫結構圖”。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-5；本發(fā)明提供的一種實施例：一種大氣“超低溫”精確厚度及強度識別方法，包括以下步驟：步驟一，北斗大氣探空物理量輸入；步驟二，數(shù)字化模式系統(tǒng)計算處理，并輸出顯示數(shù)字圖形；步驟三，大氣“超低溫”特征識別；其中在所述的步驟一中：通過北斗大氣探空獲取的非規(guī)則信息數(shù)據資料輸入，通過data轉換為數(shù)字化模式中存入high模塊的tloph目錄，為數(shù)字化計算調用；

在所述的步驟二中：調用數(shù)字化模式計算模塊進行物理量數(shù)據的位溫計算處理，垂直精度達到小于10m，以橫軸表示位溫，縱軸表示氣壓高度，繪制數(shù)字化結構圖，并輸出圖形；

在所述的步驟三中，大氣“超低溫”厚度和強度識別過程中：

1)超低溫層在300pha-215pha高度層；2)超低溫強度用“超低溫”層位溫曲線隨高度變化的一階導數(shù)表示，數(shù)值越大，“超低溫”越強；3)“超低溫”越厚、強度越大，災害程度越強，反之就弱。

作為本發(fā)明的進一步技術方案：在所述步驟一中，北斗大氣探空物理量包括氣壓、溫度、濕度和風場。

作為本發(fā)明的進一步技術方案：采用演化科學的信息數(shù)字化技術方法，運用北斗大氣探測物理信息處理的數(shù)字化結構分析技術，準確識別大氣“超低溫”厚度和強度。

作為本發(fā)明的進一步技術方案：所述信息數(shù)字化技術方法選擇地球物理學中的可以體現(xiàn)熱量垂直分布的位溫；即其中式中θ為位勢溫度，表示熱量；t為氣溫(以絕對溫標k表示)，p0為海平面氣壓，p為任意高度的氣壓(均以hpa表示)，rd為氣體常數(shù)，cp定壓比熱；建立以熱能表征的信息數(shù)字化解碼技術軟件，系統(tǒng)之所以采用位溫表示，其體了基本粒子的非規(guī)則運動的現(xiàn)熱量的分布性。

實施例：

北京2012年7月21日，北京迎來了61年最大暴雨，北京城遭遇今年以來最大的雨，最大降水量達到460mm，總體達到特大暴雨級別。此次暴雨遇難者總人數(shù)達到79名，造成房屋倒塌10660間，160.2萬人受災，經濟損失116.4億元。

參見圖6-圖11，大氣“超低溫”案例分析：

附圖為北京2012年7月20日至7月22日08時和20時大氣探空暴雨災害“超低溫”結構圖，7月20日08時(暴雨24小時前)，有微弱“超低溫”，20日20時“超低溫”形成，厚度70pha單位(300-230pha)，強度中等(70度傾斜度)；21日08時，“超低溫”厚度達150pha單位(300-150pha)，強度達到特強(近垂直)，綜合強度達到特強，暴雨降水強度預測為400mm以上，即特大暴雨，21日20日“超低溫”強度維持，厚度增加到180pha單位。22日08時“超低溫”快速減弱，厚度減弱為50pha單位，22日20時“超低溫”消除。暴雨結束。北京特大暴雨是21日午后開始降水，下午4時增大，至22日凌晨開始減弱，北京平均降水量達170mm，最大降水量達到460mm。

對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。