一种中高层大气温度模型构建方法、设备、介质及产品与流程

本技术涉及大气参数观测领域，特别是涉及一种中高层大气温度模型构建方法、设备、介质及产品。

背景技术：

1、平流层至中间层顶附近的大气空间是人类开展航空航天活动的重要空间区域。该区域的空间环境受下垫面的影响较小，大气参数变化的空间尺度较大。目前，对该区域环境的认知依赖观测。地基雷达遥感观测的水平覆盖范围有限，只能观测到站点上空的有限区域；探空气球原位观测能上升到的高度有限，最高只能触及低平流层(30km-40km)；探空火箭原位探测能到达中间层(70km-80km)高度，但单次探测成本太高，探测次数及覆盖的水平空间范围都很小；在占据全球地表绝大比例的海洋上空，这些观测极少。卫星探测能够对全球大气进行不间断循环扫描，是目前获取地球中高层大气环境参数的重要手段。基于卫星观测数据，目前在学术上已对平流层-中间层区域的大气环境有了一些前沿的探索。但是这些研究更多的是讨论这一区域发生的物理化学过程，研究结果很难用于实际的应用中。此外，虽然卫星观测能够实现全球范围内的数据获取，但是卫星观测点是零散的，空间水平分辨率和时间分辨率都较低，而且卫星数据也存在仪器观测误差，以及大量的无效数据，无法直接投入使用。

2、目前，era5再分析数据集、msis经验模型已经能够提供全球从地表至中间层高度范围的大气参数结果。但是在将这些结果与实际的观测进行比较后，发现它们与实际的环境仍有显著差距。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种中高层大气温度模型构建方法、设备、介质及产品，以提高中高层大气温度确定的准确性。

2、为实现上述目的，本技术提供了如下方案：

3、第一方面，本技术提供了一种中高层大气温度模型构建方法，包括：

4、获取预设历史时段的全球中高层的卫星观测温度廓线；温度廓线包括多个观测点的温度数据；

5、在预设高度范围内和预设时间范围内，以预设高度分辨率、预设水平分辨率以及预设时间间隔对所有所述卫星观测温度廓线进行处理，得到时空网格化温度模型；

6、计算所述时空网格化温度模型中每个时空网格点内的每个高度上所有温度数据的均值和标准差，得到预设水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型；所述预设水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型包括多个无观测数据网格点；

7、确定不同水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型；

8、基于不同水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型在所述无观测数据网格点上的数据，确定预设水平分辨率的均值和标准差网格化温度模型，以为飞行器的工业设计和飞行试验提供大气温度阈值范围；所述数据包括均值和标准差。

9、可选地，在预设高度范围内和预设时间范围内，以预设高度分辨率、预设水平分辨率以及预设时间间隔对所有所述卫星观测温度廓线进行处理，得到时空网格化温度模型，具体包括：

10、剔除所有所述卫星观测温度廓线中的无效数据，得到剔除无效数据后的温度廓线；

11、在预设高度范围内，以预设高度分辨率对所有所述剔除无效数据后的温度廓线进行划分，得到预设高度分辨率的温度廓线；

12、在预设时间范围内，以预设水平分辨率以及预设时间间隔对所有所述预设高度分辨率的温度廓线进行时空网格划分，得到时空网格化温度模型。

13、可选地，计算所述时空网格化温度模型中每个时空网格点内的每个高度上所有温度数据的均值和标准差，得到预设水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型，具体包括：

14、计算所述时空网格化温度模型中每个时空网格点内的每个高度上所有温度数据的均值和标准差；

15、分别计算每个时空网格点内的每个高度上所有所述温度数据与所述均值的差值；

16、判断所述差值的绝对值是否大于预设倍数的标准差；

17、若是，则删除对应的温度数据，得到剔除数据后的时空网格化温度模型；

18、计算所述剔除数据后的时空网格化温度模型中每个时空网格点内的每个高度上所有温度数据的均值和标准差，得到预设水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型。

19、可选地，基于不同水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型在所述无观测数据网格点上的数据，确定预设水平分辨率的均值和标准差网格化温度模型，具体包括：

20、计算所有水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型在所述无观测数据网格点上的均值的第一均值和标准差的第二均值；

21、将所述第一均值和所述第二均值作为所述预设水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型中无观测数据网格点的均值和标准差，得到预设水平分辨率的均值和标准差网格化温度模型。

22、可选地，不同水平分辨率与预设水平分辨率的经度间隔和纬度间隔分别为[2，2]、[2，4]、[2，6]、[2，10]、[4，4]、[4，6]、[4，10]、[4，16]、[6，6]、[6，10]、[6，16]、[6，20]、[5，30]、[10，10]、[10，16]、[10，20]、[10，30]、[10，40]、[10，60]、[15，15]、[16，20]、[16，30]、[16，40]、[15，60]、[15，90]、[20，20]、[20，30]、[20，40]、[20，60]、[20，90]、[30，40]、[30，60]、[30，90]、[30，120]、[60，60]、[60，90]、[60，120]、[90，90]、[90，120]、[90，180]。

23、第二方面，本技术提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述中任一项所述的中高层大气温度模型构建方法。

24、第三方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的中高层大气温度模型构建方法。

25、第四方面，本技术提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的中高层大气温度模型构建方法。

26、根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：

27、本技术提供了一种中高层大气温度模型构建方法、设备、介质及产品，通过获取预设历史时段的全球中高层的卫星观测温度廓线；以预设高度分辨率、预设水平分辨率以及预设时间间隔对所有所述卫星观测温度廓线进行处理，得到时空网格化温度模型；计算时空网格化温度模型中每个时空网格点内的每个高度上所有温度数据的均值和标准差，得到预设水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型；预设水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型包括多个无观测数据网格点；确定不同水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型；基于不同水平分辨率的均值和标准差网格化温度初始模型在无观测数据网格点上的数据，确定预设水平分辨率的均值和标准差网格化温度模型，以为飞行器的工业设计和飞行试验提供大气温度阈值范围。本技术提高了中高层大气温度确定的准确性。