气象数据的处理方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及建模领域，具体而言，设及一种气象数据的处理方法及装置。
【背景技术】
[0002] 国内国外都是采用基于线性模型的算法或基于CFD(计算流体动力学）非线性模 型数值模拟技术进行风资源评估，基于CFD(计算流体动力学）非线性模型数值模拟技术也 被称为基于CFD数值模拟的风资源评估技术。相对于基于线性模型的算法，基于CFD数值 模拟的风资源评估技术理论更严谨、误差更小、精度更高。在运用C抑进行数值模拟中，生 成接近真实层结状态的边界条件是保证模拟精度，进而保证风资源评估质量的关键环节。
[0003] 目前，国际上主流基于C抑数值模拟的风资源评估技术采用如下方法生成某风向 扇区的边界条件进而进行数值模拟：假定或主观设定行星边界层（又称为大气边界层，W 下简称边界层）高度W及边界层顶部风速；根据测量值或主观判断值设定地表粗糖度长度 (W下简称粗糖度）；并根据对数率半经验公式计算风廓线。
[0004] 现有技术方案生成的边界条件W及大气层边界参数的不足之处是：相关参量多为 缺省值或主观设定值，没有测量数据基础，实践证明，由运样生成的边界条件在复杂地形下 误差较大。 阳0化]针对上述的目前C抑风资源评估技术中生成边界条件的参数仅靠主观设定不准 确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供了一种气象数据的处理方法及装置，W至少解决目前C抑风资 源评估技术中生成边界条件的参数仅靠主观设定不准确的技术问题。
[0007] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种气象数据的处理方法，该处理方法包 括：获取中尺度气象数据，其中，中尺度气象数据是通过对实测数据进行同化和数值模拟得 到的；基于中尺度气象数据的格点分布确定与目标区域对应的模拟区域，其中，模拟区域包 括中尺度气象数据中的多个格点数据；按照多个格点数据的时间参数和风向参数对多个格 点数据进行分组，得到多个格点集合；统计每个格点集合对应的大气边界层参数，其中，大 气边界层参数包括：行星边界层高度、行星边界层风速和莫宁-奥布霍夫长度中的至少之 〇
[0008] 进一步地，基于中尺度气象数据的格点分布确定与目标区域对应的模拟区域包 括：基于中尺度气象数据的格点分布的地图上确定覆盖目标区域的模拟区域，其中，模拟区 域为水平矩形区域，水平矩形区域的边界线与经线或缔线平行。
[0009] 进一步地，按照多个格点数据的时间参数和风向参数对多个格点数据进行分组， 得到多个格点集合包括：计算每个时间点对应的格点数据的平均风向角度；按照平均风向 角度设置各个时间点对应的格点数据的集合标识，其中，集合标识用于标识格点数据的属 性数据所属的格点集合，格点集合具有属于预设角度范围的平均风向角度。
[0010] 进一步地，格点数据包括至少=个层的气象数据，每层的层格点数据包括层位 溫参数、层水平风速W及层垂直风速，其中，统计每个格点集合对应的大气边界层参数包 括：基于格点集合中各个格点数据的层位溫参数、层水平风速、垂直风速获取各个格点集 合在不同预设时间段的行星边界层高度、行星边界层风速和莫宁-奥布霍夫长度；分别计 算每个格点集合的各个预设时间段的行星边界层高度平均值、行星边界层风速平均值和 莫宁-奥布霍夫长度平均值，得到各个格点集合的行星边界层高度、行星边界层风速和莫 宁-奥布霍夫长度。
[0011] 进一步地，基于格点集合中各个格点数据的层位溫参数、层水平风速、垂直风速获 取格点集合在不同预设时间段的行星边界层高度、行星边界层风速和莫宁-奥布霍夫长度 包括：获取基于格点数据在预设时间段的层位溫参数确定的平均虚拟位溫、基于格点数据 在预设时间段的层水平风速确定的平均水平风速W及基于格点数据在预设时间段的层垂 直风速确定的平均垂直风速；基于确定的平均虚拟位溫和平均垂直风速分别获取格点数据 在预设时间段的脉动虚拟位溫和脉动垂直位溫，并基于脉动虚拟位溫和脉动垂直位溫获取 格点数据在预设时间段的摩擦速度和虚拟位溫通量；计算平均虚拟位溫、摩擦速度W及虚 拟位溫通量对应的莫宁-奥布霍夫长度、计算平均水平风速对应的行星边界层高度、W及 计算行星边界层高度和平均水平风速对应的行星边界层风速。
[0012] 根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种气象数据的处理装置，该处理装置 包括：第一获取模块，用于获取中尺度气象数据，其中，中尺度气象数据是通过对实测数据 进行同化和数值模拟得到的；确定模块，用于基于中尺度气象数据的格点分布确定与目标 区域对应的模拟区域，其中，模拟区域包括中尺度气象数据中的多个格点数据；分组模块， 用于按照多个格点数据的时间参数和风向参数对多个格点数据进行分组，得到多个格点集 合；统计模块，用于统计每个格点集合对应的大气边界层参数，其中，大气边界层参数包括： 行星边界层高度、行星边界层风速和莫宁-奥布霍夫长度中的至少之一。
[0013] 进一步地，确定模块包括：确定子模块，用于基于中尺度气象数据的格点分布的地 图上确定覆盖目标区域的模拟区域，其中，模拟区域为水平矩形区域，水平矩形区域的边界 线与经线或缔线平行。
[0014] 进一步地，分组模块包括：计算模块，用于计算每个时间点对应的格点数据的平均 风向角度；设置模块，用于按照平均风向角度设置各个时间点对应的格点数据的集合标识， 其中，集合标识用于标识格点数据的属性数据所属的格点集合，格点集合具有属于预设角 度范围的平均风向角度。
[0015] 进一步地，格点数据包括至少=个层的气象数据，每层的层格点数据包括层位溫 参数、层水平风速W及层垂直风速，其中，统计模块包括：第二获取模块，用于基于格点集合 中各个格点数据的层位溫参数、层水平风速、垂直风速获取各个格点集合在不同预设时间 段的行星边界层高度、行星边界层风速和莫宁-奥布霍夫长度；第=获取模块，用于分别 计算每个格点集合的各个预设时间段的行星边界层高度平均值、行星边界层风速平均值和 莫宁-奥布霍夫长度平均值，得到各个格点集合的行星边界层高度、行星边界层风速和莫 宁-奥布霍夫长度。
[0016] 进一步地，第二获取模块包括：第一获取子模块，用于获取基于格点数据在预设时 间段的层位溫参数确定的平均虚拟位溫、基于格点数据在预设时间段的层水平风速确定的 平均水平风速w及基于格点数据在预设时间段的层垂直风速确定的平均垂直风速；第二获 取子模块，用于基于确定的平均虚拟位溫和平均垂直风速分别获取格点数据在预设时间段 的脉动虚拟位溫和脉动垂直位溫，并基于脉动虚拟位溫和脉动垂直位溫获取格点数据在预 设时间段的摩擦速度和虚拟位溫通量；计算子模块，用于计算平均虚拟位溫、摩擦速度W及 虚拟位溫通量对应的莫宁-奥布霍夫长度、计算平均水平风速对应的行星边界层高度、W 及计算行星边界层高度和平均水平风速对应的行星边界层风速。
[0017] 采用本发明，在获取到基于实时测量的数据得到的中尺度气象数据后，基于具有 测量数据基础的中尺度气象数据的格点分布确定模拟区域，该模拟区域覆盖预进行风资源 评估的目标区域，并且模拟区域包括中尺度气象数据中的多个格点数据。然后按照多个格 点数据的时间参数和风向参数对多个格点数据进行分组，得到多个格点集合，并统计每个 格点集合对应的行星边界层高度、行星边界层风速和莫宁-奥布霍夫长度等大气边界层参 数。通过上述实施例，由于大气边界层参数是基于实际测量的数据获得的，能够客观的反映 目标区域的气象情况，从而解决了目前CFD风资源评估技术中生成边界条件的参数仅靠主 观设定不准确的问题，实现了准确获取大气边界层参数和边界条件的效果。
【附图说明】
[0018] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0019] 图1是根据本发明实施例的气象数据的处理方法的流程图；
[0020] 图2是根据本发明实施例的模拟区域的示意图；W及
[0021] 图3是根据本发明实施例的气象数据的处理装置的示意图。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范 围。
[0023] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第 二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解运样使用 的数据在适当情况下可W互换，W便运里描述的本发明的实施例能够W除了在运里图示或 描述的那些W外的顺序实施。此外，术语"包括"和"具有"W及他们的任何变形，意图在于 覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限 于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于运些过程、方法、产 品或设备固有的其它步骤或单元。
[0024] 术语解释：
[0025] 中尺度气象分析数据，即采用同化技术将测量数据转换为数值化分析数据，然后 通过中尺度数值模拟技术对上述分析数据进行降尺度处理，实现时间分辨率和空间分辨率 的提高，运样得到的数值化的气象数据为中尺度气象分析数据。
[00%]格点及格点数据，即数值化数据，是按空间位置划分的数据集，一个离散化的空间 位置是一个格点，每个格点有一组与运一空间位置相关的数据，及格点数据。本发明所设及 的格点数据是通过中尺度分析数据转换而来。
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