技术领域
[0001] 本发明涉及气候技术领域，更具体的说是涉及一种气候预测系统。
相关背景技术
[0002] 近年来，国内外对气候预测研究空前重视，气候预测研究不仅具有重要的社会和经济意义，而且有重要的科学价值，它是目前国际上科学研究的大热点，已成为本世纪末和下纪初各国优先发展的科技领域之一。短期气候预测有其坚实的科学基础，目前建立在这种科学基础之上的短期气候预测系统都已显示出一定的预测技巧，但是，短期气候预测系统存在预测时间短，准确性低，计算速度慢，并且地区针对性不强等问题。
[0003] 因此，如何提供一种可实现对年、月、日的预测，并且准确率比现有技术可高出10％左右，其在运算数据量很大的同时也能在很短时间得出结果，并可通过采用多种预测方法，针对不同的地区进行不同预测的气候预测系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
具体实施方式
[0014] 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，都属于本发明保护的范围。
[0015] 本发明实施例公开了一种预测时间长，准确性高，计算速度快，并且地区针对性强的气候预测系统。
[0016] 请参阅附图1，为本发明公开的一种气候预测系统，具体包括：
[0017] 观测资料；将观测资料进行同化的资料同化系统；气候模式运行子系统；预测子系统；产品子系统；以及高性能计算机；所述资料同化系统包括有资料同化与支持子系统；所述气候模式运行子系统包括有用于月尺度动力延伸预报集合预测的全球大气环流模式，全球海洋环流模式，高分辨率东亚区域气候模式，以及简化的ENSO预测模式；所述预测子系统包括有预报订正与检测子系统；所述产品子系统包括有产品生成与分发子系统；其中，全球大气环流模式与全球海洋环流模式耦合构成用于单个季节或者多个季节全球气候趋势预测的海气耦合模式，所述海气耦合模式与区域气候模式嵌套可用于提供高分辨率的东亚季节气候趋势预测。
[0018] 本发明通过将统计学方法与动力学方法相结合，多初值与多模式相结合，通过将全球大气环流模式与全球海洋环流模式耦合，构成海气耦合模式，其也可以将模式运行子系统中的四个模式根据需要进行相应的耦合，构成多个耦合模式，以便对不同的地区，不同的状况进行相应的预测，并通过高性能计算机进行数值求解。
[0019] 该系统采用的是经验正交函数(EOF)方法，EOF方法不但用于观测资料的分析，还用于GCM资料的分析和数值模式的设计，EOF分析方法的具体原理与算法为：
[0020] 一、对资料进行标准化处理，用EOF方法提取前N个模态。
[0021] (1)、首先选定要分析的数据，进行数据预处理，将其处理成距平的形式，得到一个数据矩阵。
[0022] (2)、计算矩阵与其转置矩阵的交叉积，得到方阵
[0023]
[0024] 如果已经处理成为距平，则称为协方差阵；如果已经标准化(即中每行数据的平均值为0，标准差为1)，则称为相关系数阵。
[0025] (3)、计算方阵的特征根(λ1，，，，，m)和特征向量Vm×m，二者满足[0026] Cm×m×Vm×m＝Vm×m×∧m×m
[0027] 其中是维对角阵，即
[0028]
[0029] 将特征根λ按从小到大的顺序排列，即λ1＞λ2＞…＞λm，由于数据X是真实的观测值，所以λ应该大于或者等于0，每个非0的特征根对应一列特征向量值。如λ1对应的特征向量值称为第一个EOF模态，也就是V的第一列，即EOF＝V(：，1)；λk对应的特征向量值称为第k个EOF模态，也就是第λk对应的特征向量是的第列，即EOF＝V(：，k)。由于计算得到的EOF维数是m×m，而通过时空转换得到的EOF维数有m×n，故可得到前n个特征向量，也就是可提取出前n个模态。
[0030] 二、对提取出的N个模态进行协方差处理和逆处理。
[0031] 三、求出相关系数。
[0032] 四、建立回归方程。
[0033] 五、得到预测结果。
[0034] 为了进一步优化上述技术方案，观测资料可以是全球大气观测资料，可以是全球海洋观测资料，可以是卫星观测资料，可以是雷达观测资料，还可以是其他观测资料。
[0035] 为了进一步优化上述技术方案，该系统是通过将动力数值模式和统计经验预报相结合，利用历史相似信息对动力模式的预报误差进行预报。
[0036] 为了进一步优化上述技术方案，该系统采用的是多初值与多模式的集合。
[0037] 为了进一步优化上述技术方案，该系统收集到的观测资料依次经由资料同化系统，模式初始场，模式运行子系统，预测子系统，以及产品子系统，并且所述所有系统包括观测资料都需实时与高性能计算机进行信息交互。
[0038] 为了进一步优化上述技术方案，具体实施方式为：
[0039] 第一步，将全球大气观测资料，全球海洋观测资料，卫星观测资料，雷达观测资料，以及其他观测资料，经由大气资料同化系统与海洋资料同化系统将观测资料同化后，交由模式初始场对同化资料进行选取。
[0040] 第二步，进入模式运行子系统，其包括有全球大气环流模式，全球海洋环流模式，高分辨率东亚区域气候模式，简化的ENSO预测模式，以及全球大气环流模式与全球海洋环流模式耦合而成的海气耦合模式。
[0041] 第三步，进入预测子系统进行预报与检测，其包括有预报订正与检测子系统。
[0042] 第四步，进入产品子系统进行产品的生成和分发，其包括有产品生成子系统与产品分发子系统。
[0043] 其上所有实施方式均是在高性能计算机上实现运行，最终形成产品的生成和分发。
[0044] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0045] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
