短時數值天氣預報數據的修正方法及裝置與流程
2024-04-16 14:56:05
1.本技術涉及短時數值預報領域，尤其涉及一種短時數值天氣預報數據的修正方法及裝置。
背景技術：
2.短時數值預報一般指0～12小時的數值天氣預報，在陸地等有都卜勒天氣雷達資料覆蓋的區域，可使用雷達資料對0～6小時的短時數值預報降水結果進行訂正，提高降水預報精度。然而在遠海、高原等無雷達資料的區域，將無法開展此類工作。
3.隨著遠海、高原等區域的經濟社會軍事發展，對準確降水預報的需求日益強烈，提高這些區域的短時降水預報準確率，仍具有十分重要的研究和應用價值。
技術實現要素：
4.為了解決上述技術問題或者至少部分地解決上述技術問題，本技術提供了一種短時數值天氣預報數據的修正方法及裝置。
5.第一方面，本技術提供了一種短時數值天氣預報數據的修正方法，包括：
6.獲取對第一預設時間段的天氣進行預報的第一紅外預報雲圖及對第二預設時間段的天氣進行預報的第二紅外預報雲圖，所述第一預設時間段位於當前時刻之前，所述第二預設時間段位於所述當前時刻之後；
7.獲取對第一預設時間段的天氣進行觀測得到的實際觀測雲圖；
8.基於所述第一紅外預報雲圖和所述實際觀測雲圖確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息；
9.利用所述第一光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖進行修正，得到目標天氣預報數據。
10.可選地，基於所述第一紅外預報雲圖和所述實際觀測雲圖確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息，包括：
11.在所述第一預設時間段內確定多個演變中間點；
12.針對每個所述演變中間點，利用光流法計算在所述第一預設時間段內所述第一紅外預報雲圖相對於所述實際觀測雲圖的亮溫偏差，得到與所述第一預設時間段對應的第二光流場演變信息；
13.基於所述第二光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息。
14.可選地，基於所述第二光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息，包括：
15.針對亮溫，基於所述第二光流場演變信息確定與第二預設預報時間段對應的亮溫光流場演變信息；
16.針對降水，基於所述亮溫光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的降水
光流場演變信息；
17.將所述亮溫光流場演變信息和所述降水光流場演變信息確定為所述第一光流場演變信息。
18.可選地，針對亮溫，基於所述第二光流場演變信息確定與第二預設預報時間段對應的亮溫光流場演變信息，包括：
19.針對亮溫，對所述第二光流場演變信息進行內插外推處理，得到與第三預設時間段對應的所述第三光流場演變信息，所述第三預設時間段位於所述第二預設時間段內；
20.針對亮溫，計算所述第三光流場演變信息的均值，以作為與第四預設時間段對應的第四光流場演變信息，所述第四預設時間段位於所述第二預設時間段內，所述第四預設時間段晚於所述第三預設時間段；
21.將所述第三光流場演變信息和所述第四光流場演變信息的組合確定為所述與第二預設預報時間段對應的亮溫光流場演變信息。
22.可選地，針對降水，基於所述亮溫光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的降水光流場演變信息，包括：
23.針對降水，將所述亮溫光流場演變信息乘以所述第一預設權重，得到與降水區域對應的第五光流場演變信息；
24.針對降水，將所述亮溫光流場演變信息乘以所述第二預設權重，得到與非降水區域對應的第六光流場演變信息；
25.將所述第五光流場演變信息和所述第六光流場演變信息的組合確定為所述與第二預設時間段對應的降水光流場演變信息。
26.可選地，利用所述第一光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖進行修正，得到目標天氣預報數據，包括：
27.利用所述第一光流場演變信息中的亮溫光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖中的亮溫預報數據進行修正，得到第一修正數據；
28.利用所述第一光流場演變信息中的降水光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖中的降水預報數據進行修正，得到第二修正數據；
29.將所述第一修正數據和所述第二修正數據的組合確定為所述目標天氣預報數據。
30.可選地，獲取對第一預設時間段的天氣進行預報的第一紅外預報雲圖，包括：
31.將第一預設時間段對應的全球數值天氣預報產品及地理數據集輸入氣象研究與預報wrf模式的前處理模塊，得到wrf模式的初始場和側邊界條件；
32.基於所述初始場、所述側邊界條件，運行所述wrf模式，得到大氣環境數據；
33.將所述大氣環境數據輸入大氣快速輻射傳輸rttov模式，並將rttov模式所包含的衛星係數文件和衛星雲係數文件輸入所述rttov模式，運行所述rttov模式，得到紅外預報雲圖。
34.第二方面，本技術提供了一種短時數值天氣預報數據的修正裝置，包括：
35.第一獲取模塊，用於獲取對第一預設時間段的天氣進行預報的第一紅外預報雲圖及對第二預設時間段的天氣進行預報的第二紅外預報雲圖，所述第一預設時間段位於當前時刻之前，所述第二預設時間段位於所述當前時刻之後；
36.第二獲取模塊，用於獲取對第一預設時間段的天氣進行觀測得到的實際觀測雲
圖；
37.確定模塊，用於基於所述第一紅外預報雲圖和所述實際觀測雲圖確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息；
38.修正模塊，用於利用所述第一光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖進行修正，得到目標天氣預報數據。
39.可選地，所述確定模塊包括：
40.第一確定單元，用於在所述第一預設時間段內確定多個演變中間點；
41.計算單元，用於針對每個所述演變中間點，利用光流法計算在所述第一預設時間段內所述第一紅外預報雲圖相對於所述實際觀測雲圖的亮溫偏差，得到與所述第一預設時間段對應的第二光流場演變信息；
42.第二確定單元，用於基於所述第二光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息。
43.可選地，所述第二確定單元包括：
44.第一確定子單元，用於針對亮溫，基於所述第二光流場演變信息確定與第二預設預報時間段對應的亮溫光流場演變信息；
45.第二確定子單元，用於針對降水，基於所述亮溫光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的降水光流場演變信息；
46.第三確定子單元，用於將所述亮溫光流場演變信息和所述降水光流場演變信息確定為所述第一光流場演變信息。
47.可選地，所述第一確定子單元還用於：
48.針對亮溫，對所述第二光流場演變信息進行內插外推處理，得到與第三預設時間段對應的所述第三光流場演變信息，所述第三預設時間段位於所述第二預設時間段內；
49.針對亮溫，計算所述第三光流場演變信息的均值，以作為與第四預設時間段對應的第四光流場演變信息，所述第四預設時間段位於所述第二預設時間段內，所述第四預設時間段晚於所述第三預設時間段；
50.將所述第三光流場演變信息和所述第四光流場演變信息的組合確定為所述與第二預設預報時間段對應的亮溫光流場演變信息。
51.可選地，所述第二確定子單元還用於：
52.針對降水，將所述亮溫光流場演變信息乘以所述第一預設權重，得到與降水區域對應的第五光流場演變信息；
53.針對降水，將所述亮溫光流場演變信息乘以所述第二預設權重，得到與非降水區域對應的第六光流場演變信息；
54.將所述第五光流場演變信息和所述第六光流場演變信息的組合確定為所述與第二預設時間段對應的降水光流場演變信息。
55.可選地，所述修正模塊包括：
56.第一修正單元，用於利用所述第一光流場演變信息中的亮溫光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖中的亮溫預報數據進行修正，得到第一修正數據；
57.第二修正單元，用於利用所述第一光流場演變信息中的降水光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖中的降水預報數據進行修正，得到第二修正數據；
58.第三確定單元，用於將所述第一修正數據和所述第二修正數據的組合確定為所述目標天氣預報數據。
59.可選地，所述第一獲取模塊包括：
60.輸入單元，用於將第一預設時間段對應的全球數值天氣預報產品及地理數據集輸入氣象研究與預報wrf模式的前處理模塊，得到wrf模式的初始場和側邊界條件；
61.第一運行單元，用於基於所述初始場、所述側邊界條件，運行所述wrf模式，得到大氣環境數據；
62.第二運行單元，用於將所述大氣環境數據輸入大氣快速輻射傳輸rttov模式，並將rttov模式所包含的衛星係數文件和衛星雲係數文件輸入所述rttov模式，運行所述rttov模式，得到紅外預報雲圖，得到紅外預報雲圖。
63.第三方面，本技術提供了一種電子設備，包括處理器、通信接口、存儲器和通信總線，其中，處理器，通信接口，存儲器通過通信總線完成相互間的通信；
64.存儲器，用於存放電腦程式；
65.處理器，用於執行存儲器上所存放的程序時，實現第一方面任一所述的短時數值天氣預報數據的修正方法。
66.第四方面，本技術提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質上存儲有短時數值天氣預報數據的修正方法的程序，所述短時數值天氣預報數據的修正方法的程序被處理器執行時實現第一方面任一所述的短時數值天氣預報數據的修正方法的步驟。
67.本技術實施例提供的上述技術方案與現有技術相比具有如下優點：
68.本技術實施例通過基於第一預設時間段的第一紅外預報雲圖和實際觀測雲圖得到第一光流場演變信息，進而基於第一光流場演變信息對第二預設時間段的第二紅外預報雲圖進行修正，通過使用能夠體現雲團的位置和強度偏差的第一光流場演變信息修正第二紅外預報雲圖，使最終得到的目標天氣預報數據更加準確，提高天氣預報數據的精度。相比常規的基於雷達資料開展的預報數據訂正技術，本技術方案基於衛星資料，具有覆蓋空間範圍廣的特點，可用於遠海、高原等無雷達資料的區域，有較強應用價值。
附圖說明
69.此處的附圖被併入說明書中並構成本說明書的一部分，示出了符合本發明的實施例，並與說明書一起用於解釋本發明的原理。
70.為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對於本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
71.圖1為本技術實施例提供的一種短時數值天氣預報數據的修正方法的流程圖；
72.圖2為本技術實施例提供的一種第一紅外預報雲圖的獲取方法的流程圖；
73.圖3為本技術實施例提供的一種短時數值天氣預報數據的修正裝置的結構圖；
74.圖4為本技術實施例提供的一種電子設備的結構圖。
具體實施方式
75.為使本技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本技術保護的範圍。
76.由於隨著遠海、高原等區域的經濟社會軍事發展，對準確降水預報的需求日益強烈，提高這些區域的短時降水預報準確率，仍具有十分重要的研究和應用價值。為此，本技術實施例提供一種短時數值天氣預報數據的修正方法及裝置。
77.圖1為本技術實施例提供的一種短時數值天氣預報數據的修正方法，所述短時數值天氣預報數據的修正方法包括：
78.步驟s101，獲取對第一預設時間段的天氣進行預報的第一紅外預報雲圖及對第二預設時間段的天氣進行預報的第二紅外預報雲圖；
79.本技術實施例中，第一紅外預報雲圖為對第一預設時間段內的天氣進行預報的數值預報雲圖，進一步的，第一紅外預報雲圖為fy-4紅外預報雲圖(亮溫值)，在本技術的一種實施方式中，獲取對第一預設時間段的天氣進行預報的第一紅外預報雲圖，包括：
80.將第一預設時間段對應的gfs全球數值天氣預報產品及地理數據集輸入氣象研究與預報(weather research and forecasting，wrf)模式的前處理模塊，得到wrf模式的初始場和側邊界條件，其中，gfs全球數值天氣預報產品是美國ncep的全球預報系統(global forecast systems，gfs)製作的；基於所述初始場、所述側邊界條件，運行所述wrf模式，開展精細化數值天氣預報，得到大氣環境數據，其中，大氣環境數據包括降水等要素預報結果；基於大氣環境數據，採用診斷方法製作雲量、雲底高、雲頂高和雲分類預報結果；根據模擬區域網格的經緯度信息，獲得衛星天頂角；根據海陸分布數據確定鹹淡水分布。將所述大氣環境數據輸入大氣快速輻射傳輸(radiative transfer for tovs，rttov)模式，並將rttov模式所包含的衛星係數文件和衛星雲係數文件輸入所述rttov模式，其中衛星係數文件和衛星雲係數文件可以是fy-4衛星的係數文件和雲係數文件，運行所述rttov模式，得到第一紅外預報雲圖。
81.其中，雲量、雲頂高和雲底高的計算方式如下：
82.1)基於相對溼度(rh)計算雲量；
83.rh閾值(rh
_00
)在海上為
[0084][0085]
rh閾值在陸上為
[0086][0087]
其中，gridkm是以千米為單位的網格距。
[0088]
如果氣溫t＞261.16k，則雲量為：
[0089][0090]
如果氣溫t＜261.16k，並且t＞203.16k，並且rh＞rh
_land
則雲量為：
[0091][0092]
2)計算雲頂高；
[0093]
對1)獲得的雲量產品，從最頂層向下尋找第一次雲量cldfra》0的層，讀取該層的位勢高度作為雲頂高；如果cldfra≥4，則在現有高度基礎上，增加上一層至該層位勢高度差的0.3倍作為修正量。
[0094]
3)，計算雲底高；
[0095]
對1)獲得的雲量產品，從最底層向上尋找第一次雲量cldfra》0的層，讀取該層的位勢高度作為雲底高；如果cldfra≥4，則在現有高度基礎上，減少該層至下一層位勢高度差的0.3倍作為修正量。
[0096]
雲分類和衛星天頂角的計算方式可以採用相關技術中的方式計算得到。
[0097]
本技術實施例中，第二紅外預報雲圖為對第二預設時間段內的天氣進行預報的數值預報雲圖，進一步的，第二紅外預報雲圖為fy-4紅外預報雲圖(亮溫值)，第二紅外預報雲圖是基於第二預設時間段的輸入數據輸入wrf模式結合rttov模式進行處理得到的，第二紅外預報雲圖的獲取方式與第一紅外預報雲圖的獲取方式類似，此處不再贅述。
[0098]
所述第一預設時間段位於當前時刻之前，所述第二預設時間段位於所述當前時刻之後，進一步的，第一預設時間段的最大邊界點為當前時刻，第二預設時間段的最小邊界點為當前時刻，也即第一預設時間段為以當前時刻為分界點的兩個相鄰的時間段，進一步的，第二預設時間段的長度為第一預設時間段的長度的2倍，示例性的，第一預設時間段為-2～0小時(其中，0小時代表當前時刻)，第二預設時間段為0～4小時。
[0099]
步驟s102，獲取對第一預設時間段的天氣進行觀測得到的實際觀測雲圖；
[0100]
本技術實施例中，實際觀測雲圖為在第一預設時間段內實際觀測的觀測雲圖，進一步的，第二紅外預報雲圖為fy-4觀測雲圖(亮溫值)。
[0101]
在獲取到實際觀測雲圖後，可以對第一紅外預報雲圖進行均方根誤差和相關係數的統計檢驗，以保證第一紅外預報雲圖位於正常數值範圍內，提高後續計算精度。
[0102]
圖2為本技術實施例提供的一種實際應用中第一紅外預報雲圖的獲取方法的流程圖。
[0103]
步驟s103，基於所述第一紅外預報雲圖和所述實際觀測雲圖確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息；
[0104]
第一紅外預報雲圖是對第一預設時間段的天氣進行預報的，實際觀測雲圖是對第一預設時間段的天氣進行觀測得到的，所以，在該步驟中，可以利用光流法計算紅外預報雲圖和實際觀測雲圖的亮溫偏差(即光流場)，進而基於亮溫偏差確定第一預設時間段的光流場演變信息，進而基於第一光流場演變信息採用預設的運算方式得到第二預設時間段對應的第二光流場演變信息，以基於第一預設時間段的第一光流場演變信息對第二預設時間段第二光流場演變信息進行準確預測，具體請見後文實施例。
[0105]
步驟s104，利用所述第一光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖進行修正，得到目標天氣預報數據。
[0106]
由於雲團的位置和強弱會影響降水的位置和強弱；預報雲團存在位置和強度偏差，這將在預報與實測亮溫的光流場中體現，當利用光流場對預報雲團亮溫(雲團位置和強
度)開展訂正時，也可嘗試利用這種信息對預報降水的形態分布進行訂正，通過對比試驗可以找到對預報降水產生正影響的訂正方法，所以，本技術實施例中，第一光流場演變信息包括亮溫光流場演變信息和降水光流場演變信息，分別利用亮溫光流場演變信息和降水光流場演變信息對第二紅外預報雲圖進行修正。
[0107]
在本技術的一種實施方式中，步驟s104利用所述第一光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖進行修正，得到目標天氣預報數據，包括：
[0108]
利用所述第一光流場演變信息中的亮溫光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖中的亮溫預報數據進行修正，得到第一修正數據；利用所述第一光流場演變信息中的降水光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖中的降水預報數據進行修正，得到第二修正數據；將所述第一修正數據和所述第二修正數據的組合確定為所述目標天氣預報數據。
[0109]
本技術實施例通過基於第一預設時間段的第一紅外預報雲圖和實際觀測雲圖得到第一光流場演變信息，進而基於第一光流場演變信息對第二預設時間段的第二紅外預報雲圖進行修正，通過使用能夠體現雲團的位置和強度偏差的第一光流場演變信息修正第二紅外預報雲圖，使最終得到的目標天氣預報數據更加準確，提高天氣預報數據的精度。
[0110]
在本技術的又一實施例中，步驟s103基於所述第一紅外預報雲圖和所述實際觀測雲圖確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息，包括：
[0111]
步驟s201，在所述第一預設時間段內確定多個演變中間點；
[0112]
本技術實施例中，演變中間點指演變過程的中間點，示例性的，第一預設時間段為-2～0小時，演變中間點可以為-2、-1、0，演變中間點越多演變密度越大，最終得到的光流場演變信息越準確，實際應用中，可以根據實際需要選擇不同演變密度的演變中間點。
[0113]
步驟s202，針對每個所述演變中間點，利用光流法計算在所述第一預設時間段內所述第一紅外預報雲圖相對於所述實際觀測雲圖的亮溫偏差，得到與所述第一預設時間段對應的第二光流場演變信息；
[0114]
示例性的，可以針對亮溫，使用光流法獲取-2～0小時內逐小時的第一紅外預報雲圖相對於所述實際觀測雲圖的亮溫偏差(即光流場)，將每個小時對應的光流場進行組合得到第二光流場演變信息。
[0115]
光流類似於剛體物體的速度矢量。速度矢量一般可用u、v兩個分量來表達。假設該點在短時間內移動到新的位置，且在短時間內圖像的灰度值保持不變，則可以建立隨時間和位置變化的灰度值等量關係。進而採用泰勒公式展開，進行求解，得到光流約束方程。由於該方程包含了u、v兩個分量，方程的求解還需要一定的約束條件，故本技術使用hs全局約束方案。
[0116]
主要計算步驟如下：
[0117]
j＝jo+α2j
hs
ꢀꢀ
1)
[0118]jo
＝∫∫(i
x
u+iyv+i
t
)2dxdy
ꢀꢀ
2)
[0119][0120]
其中，1)式為hs全局約束方程。α為平滑係數；jo為灰度守恆項；j
hs
為平滑約束項；i
x
、iy和i
t
分別給出了圖像灰度的空間梯度和時間變率，可通過相鄰的兩幅圖像(即第一紅外預報雲圖和實際觀測雲圖中同一時刻的兩幅圖像)的灰度值計算出來；(u,v)為光流。
[0121]
採用變分方法和遞歸算法求解全局約束方程，可得(u,v)的遞歸解：
[0122][0123][0124]
其中，k是循環次數，u
(0)
和u
(0)
是光流的初始估計值，可以取為零。
[0125]
步驟s203，基於所述第二光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息。
[0126]
由於第一光流場演變信息包括亮溫光流場演變信息和降水光流場演變信息，所以，可以基於第一光流場演變信息中的亮溫光流場演變信息和降水光流場演變信息分別確定第二預設時間段對應的亮溫光流場演變信息和降水光流場演變信息。
[0127]
在本技術的一種實施方式中，步驟s203基於所述第二光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息，包括：
[0128]
步驟s301，針對亮溫，基於所述第二光流場演變信息確定與第二預設預報時間段對應的亮溫光流場演變信息；
[0129]
在本技術的一種實施方式中，針對亮溫，基於所述第二光流場演變信息確定與第二預設預報時間段對應的亮溫光流場演變信息，包括：
[0130]
步驟s401，針對亮溫，對所述第二光流場演變信息進行內插外推處理，得到與第三預設時間段對應的所述第三光流場演變信息。
[0131]
本技術實施例中，所述第三預設時間段位於所述第二預設時間段內；示例性的，假設第二預設時間段為0～4小時，第三預設時間段為0(不含)～2小時。
[0132]
內插外推處理示例性的可以參照下表1中0(不含)～2小時中的公式進行處理。
[0133]
步驟s402，針對亮溫，計算所述第三光流場演變信息的均值，以作為與第四預設時間段對應的第四光流場演變信息。
[0134]
本技術實施例中，所述第四預設時間段位於所述第二預設時間段內，所述第四預設時間段晚於所述第三預設時間段；示例性的，假設第二預設時間段為0～4小時，第四預設時間段為2(不含)～4小時。
[0135]
第三光流場演變信息的均值的示例性可以參照下表1中2(不含)～4小時中的公式進行處理。
[0136]
步驟s403，將所述第三光流場演變信息和所述第四光流場演變信息的組合確定為所述與第二預設預報時間段對應的亮溫光流場演變信息。
[0137]
示例性的，針對亮溫，獲取0～4小時(第二預設預報時間段)的亮溫光流場演變信息的方案為：對-2～0小時光流場採用基於時間的線性內插外推公式，獲得0～2小時的光流場；計算0～2小時光流場平均值，將其設為2～4小時的光流場；將二者組合，得到與第二預設預報時間段對應的亮溫光流場演變信息。
[0138]
表1第0～4小時亮溫的光流場(of)獲取方案
[0139]
時間(h)方案-2of-2
＝of-2-1of-1
＝of-1
0of0＝of01of1＝(of
0-of-2
)/2+of02of2＝(of
1-of-1
)/2+of13of3＝(of3+of2+of1)/34of4＝(of3+of2+of1)/3
[0140]
步驟s302，針對降水，基於所述亮溫光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的降水光流場演變信息；
[0141]
在本技術的一種實施方式中，針對降水，基於所述亮溫光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的降水光流場演變信息，包括：
[0142]
步驟s501，針對降水，將所述亮溫光流場演變信息乘以所述第一預設權重，得到與降水區域對應的第五光流場演變信息；
[0143]
本技術實施例中，第一預設權重為預先設置的值，示例性的，第一預設值為1.0。
[0144]
步驟s502，針對降水，將所述亮溫光流場演變信息乘以所述第二預設權重，得到與非降水區域對應的第六光流場演變信息；
[0145]
本技術實施例中，第二預設權重為預先設置的值，示例性的，第二預設值為0.5。
[0146]
步驟s503，將所述第五光流場演變信息和所述第六光流場演變信息的組合確定為與所述第二預設時間段對應的降水光流場演變信息。
[0147]
示例性的，針對降水，獲取0～4小時(第二預設預報時間段)的降水光流場演變信息的方案為：以0～4小時的亮溫光流場演變信息為基礎，對預報有降水區域(降水率》0.1mm/h)使用1.0倍的光流場信息；對預報無降水區域使用0.5倍的光流場信息；將二者組合，得到與第二預設預報時間段對應的降水光流場演變信息。
[0148]
步驟s303，將所述亮溫光流場演變信息和所述降水光流場演變信息確定為所述第一光流場演變信息。
[0149]
本技術實施例能夠自動分別針對亮溫和降水確定相應的光流場演變信息，進而得到第一光流場演變信息，進而便於利用第一光流場演變信息對第二紅外預報雲圖進行修正，提高目標天氣預報數據的精度。
[0150]
在本技術的又一實施例中，還提供一種實際應用中的實施方式及結果。
[0151]
(1)數據
[0152]
使用數據：利用2021年9月13日12時(世界時，下同)至14日12時的美國ncep的全球預報系統(global forecast systems，gfs)製作的全球數值天氣預報產品、fy-4a衛星成像儀觀測數據和某組織提供的基於多源資料融合分析獲得的cmorph降水資料開展研究。
[0153]
(2)試驗結果
[0154]
1)fy-4預報雲圖製作技術。開展了中紅外通道(低)、水汽通道(6.70μm)、遠紅外通道(11.2μm)和遠紅外通道(12.0μm)等4個通道的預報雲圖製作，個例試驗表明第0至24小時各通道的均方根誤差平均值和相關係數平均值分別為20.9k和0.41、8.4k和0.52、23.7k和0.45、23.5k和0.45，各紅外通道達到顯著性相關。
[0155]
2)預報雲圖誤差對數值預報降水產品的訂正技術。開展了0～4小時預報亮溫和預報降水的訂正研究，個例試驗表明第0～4小時預報亮溫訂正後均方根誤差平均值減少
5.4k，絕對誤差平均值減少3.4k，相關係數平均值提高18.6％；相比未訂正，第0～4小時預報降水ts評分在小雨、中雨和大雨的提升比例分別為11.3％、10.6％和73.0％。
[0156]
實驗表明，採用本技術方法可以有效改進遠海、高原等區域的短時數值預報雲圖和降水的準確率，具有較大應用價值。
[0157]
在本技術的又一實施方式中，還提供一種短時數值天氣預報數據的修正裝置，如圖3所示，包括：
[0158]
第一獲取模塊11，用於獲取對第一預設時間段的天氣進行預報的第一紅外預報雲圖及對第二預設時間段的天氣進行預報的第二紅外預報雲圖，所述第一預設時間段位於當前時刻之前，所述第二預設時間段位於所述當前時刻之後；
[0159]
第二獲取模塊12，用於獲取對第一預設時間段的天氣進行觀測得到的實際觀測雲圖；
[0160]
確定模塊13，用於基於所述第一紅外預報雲圖和所述實際觀測雲圖確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息；
[0161]
修正模塊14，用於利用所述第一光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖進行修正，得到目標天氣預報數據。
[0162]
可選地，所述確定模塊包括：
[0163]
第一確定單元，用於在所述第一預設時間段內確定多個演變中間點；
[0164]
計算單元，用於針對每個所述演變中間點，利用光流法計算在所述第一預設時間段內所述第一紅外預報雲圖相對於所述實際觀測雲圖的亮溫偏差，得到與所述第一預設時間段對應的第二光流場演變信息；
[0165]
第二確定單元，用於基於所述第二光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的第一光流場演變信息。
[0166]
可選地，所述第二確定單元包括：
[0167]
第一確定子單元，用於針對亮溫，基於所述第二光流場演變信息確定與第二預設預報時間段對應的亮溫光流場演變信息；
[0168]
第二確定子單元，用於針對降水，基於所述亮溫光流場演變信息確定與所述第二預設時間段對應的降水光流場演變信息；
[0169]
第三確定子單元，用於將所述亮溫光流場演變信息和所述降水光流場演變信息確定為所述第一光流場演變信息。
[0170]
可選地，所述第一確定子單元還用於：
[0171]
針對亮溫，對所述第二光流場演變信息進行內插外推處理，得到與第三預設時間段對應的所述第三光流場演變信息，所述第三預設時間段位於所述第二預設時間段內；
[0172]
針對亮溫，計算所述第三光流場演變信息的光流場演變信息均值，以作為與第四預設時間段對應的第四光流場演變信息，所述第四預設時間段位於所述第二預設時間段內，所述第四預設時間段晚於所述第三預設時間段；
[0173]
將所述第三光流場演變信息和所述第四光流場演變信息的組合確定為所述與第二預設預報時間段對應的亮溫光流場演變信息。
[0174]
可選地，所述第二確定子單元還用於：
[0175]
針對降水，將所述亮溫光流場演變信息乘以所述第一預設權重，得到與降水區域
對應的第五光流場演變信息；
[0176]
針對降水，將所述亮溫光流場演變信息乘以所述第二預設權重，得到與非降水區域對應的第六光流場演變信息；
[0177]
將所述第五光流場演變信息和所述第六光流場演變信息的組合確定為所述與第二預設時間段對應的降水光流場演變信息。
[0178]
可選地，所述修正模塊包括：
[0179]
第一修正單元，用於利用所述第一光流場演變信息中的亮溫光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖中的亮溫預報數據進行修正，得到第一修正數據；
[0180]
第二修正單元，用於利用所述第一光流場演變信息中的降水光流場演變信息對所述第二紅外預報雲圖中的降水預報數據進行修正，得到第二修正數據；
[0181]
第三確定單元，用於將所述第一修正數據和所述第二修正數據的組合確定為所述目標天氣預報數據。
[0182]
可選地，所述第一獲取模塊包括：
[0183]
輸入單元，用於將第一預設時間段對應的gfs全球數值天氣預報產品產品及地理數據集輸入氣象研究與預報wrf模式的前處理模塊，得到wrf模式的初始場和側邊界條件；
[0184]
第一運行單元，用於基於所述初始場、所述側邊界條件，運行所述wrf模式，得到大氣環境數據；
[0185]
第二運行單元，用於將所述大氣環境數據輸入大氣快速輻射傳輸rttov模式，並將rttov模式所包含的衛星係數文件和衛星雲係數文件輸入所述rttov模式，運行所述rttov模式，得到紅外預報雲圖。
[0186]
在本技術的又一實施方式中，還提供一種電子設備，包括處理器、通信接口、存儲器和通信總線，其中，處理器，通信接口，存儲器通過通信總線完成相互間的通信；
[0187]
存儲器，用於存放電腦程式；
[0188]
處理器，用於執行存儲器上所存放的程序時，實現前述任一方法實施例所述的短時數值天氣預報數據的修正方法。
[0189]
本發明實施例提供的電子設備，處理器通過執行存儲器上所存放的程序通過基於第一預設時間段的第一紅外預報雲圖和實際觀測雲圖得到第一光流場演變信息，進而基於第一光流場演變信息對第二預設時間段的第二紅外預報雲圖進行修正，通過使用能夠體現雲團的位置和強度偏差的第一光流場演變信息修正第二紅外預報雲圖，使最終得到的目標天氣預報數據更加準確，提高天氣預報數據的精度。
[0190]
上述電子設備提到的通信總線1140可以是外設部件互連標準(peripheralcomponentinterconnect，簡稱pci)總線或擴展工業標準結構(extendedindustrystandardarchitecture，簡稱eisa)總線等。該通信總線1140可以分為地址總線、數據總線、控制總線等。為便於表示，圖4中僅用一條粗線表示，但並不表示僅有一根總線或一種類型的總線。
[0191]
通信接口1120用於上述電子設備與其他設備之間的通信。
[0192]
存儲器1130可以包括隨機存取存儲器(randomaccessmemory，簡稱ram)，也可以包括非易失性存儲器(non-volatilememory)，例如至少一個磁碟存儲器。可選的，存儲器還可以是至少一個位於遠離前述處理器的存儲裝置。
[0193]
上述的處理器1110可以是通用處理器，包括中央處理器(centralprocessingunit，簡稱cpu)、網絡處理器(networkprocessor，簡稱np)等；還可以是數位訊號處理器(digitalsignalprocessing，簡稱dsp)、專用集成電路(applicationspecificintegratedcircuit，簡稱asic)、現場可編程門陣列(field-programmablegatearray，簡稱fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者電晶體邏輯器件、分立硬體組件。
[0194]
在本技術的又一實施方式中，還提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質上存儲有短時數值天氣預報數據的修正方法的程序，所述短時數值天氣預報數據的修正方法的程序被處理器執行時實現前述任一方法實施例所述的短時數值天氣預報數據的修正方法的步驟。
[0195]
需要說明的是，在本文中，諸如「第一」和「第二」等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個
……」
限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0196]
以上所述僅是本發明的具體實施方式，使本領域技術人員能夠理解或實現本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所申請的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。