本發(fā)明涉及海洋環(huán)境預(yù)報技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及近岸海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近岸海域的水位變化會直接影響到沿海地區(qū)，尤其是在臺風(fēng)和溫帶氣旋等極端天氣過程條件下高水位使得沿海地區(qū)遭受嚴(yán)重的災(zāi)害。綜合水位既包含了一般天氣條件下以潮汐作用為主導(dǎo)的海洋水位的正常變化，也包含極端天氣條件下風(fēng)暴潮水位的變化。根據(jù)國家和地方各級人民政府對海洋預(yù)報工作的要求，實現(xiàn)近岸海域綜合水位的實時預(yù)測預(yù)警，將有效提升沿海地區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能力。

目前，近岸海域水位預(yù)報中潮汐的潮水位和風(fēng)暴潮水位是分別預(yù)報的。潮水位預(yù)報方法主要有兩種，一種是基于實測數(shù)據(jù)的調(diào)和預(yù)報，采用調(diào)和分析獲得實測站的調(diào)和常數(shù)，采用調(diào)和常數(shù)進行預(yù)報，這種預(yù)報方法基于實測數(shù)據(jù)精度較高，但實測數(shù)據(jù)較少，不能進行需要數(shù)據(jù)較多的大面(大范圍海域)的預(yù)報；另一種是數(shù)值預(yù)報方法，主要是采用數(shù)學(xué)公式離散化的方法，基于理論方程，通過方程的參數(shù)化和離散化，根據(jù)輸入的開邊界條件和初始條件，然后求得方程的數(shù)值解，這種方法可采用分布不均勻的海洋站實測數(shù)據(jù)進行驗證，而后獲取整個預(yù)報場的預(yù)報結(jié)果。風(fēng)暴潮水位預(yù)報主要是基于臺風(fēng)過程或溫帶天氣過程數(shù)值模型計算出風(fēng)暴增水，再將風(fēng)暴增水值與潮汐預(yù)報結(jié)果相疊加，形成風(fēng)暴潮水位，這種方法對氣象數(shù)據(jù)精度要求較高，并且沒有考慮潮汐潮流和風(fēng)暴潮的相互作用。

綜上所述，目前現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)報方法主要存在預(yù)報要素單一且孤立，潮汐潮水位和風(fēng)暴潮水位是分開預(yù)報的，而且沒有考慮兩者之間的相互作用，預(yù)報結(jié)果的綜合性程度不高，預(yù)報中考慮的影響因素不夠全面，并未加入海流的影響，不能滿足近岸海域?qū)C合水位預(yù)測的需求，影響了綜合水位實時預(yù)報的效率和精度，存在一定的局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)方法及系統(tǒng)，用于近岸海域綜合水位實時預(yù)報，以滿足對近岸海域?qū)C合水位預(yù)測的需求，能夠提高綜合水位實時預(yù)報的效率和精度。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)方法，包括：

對所述海域進行氣象回報，構(gòu)造第一氣象強迫場；

基于第一氣象強迫場對所述海域進行水位海流回報，獲得水位海流場；

對所述海域進行氣象預(yù)報，構(gòu)造第二氣象強迫場；

基于第二氣象強迫場對所述海域進行余水位預(yù)報，構(gòu)造余水位開邊界條件；

基于余水位開邊界條件對所述海域進行開邊界潮位預(yù)報，生成水位預(yù)報值；

基于水位海流場、第二氣象強迫場、水位預(yù)報值對所述海域進行綜合水位預(yù)報。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，該方法還包括：

輸出水位預(yù)報結(jié)果，制作可視化產(chǎn)品。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，對所述海域進行氣象回報，構(gòu)造第一氣象強迫場，具體為：

收集實時和再分析氣象資料；

利用所述氣象資料構(gòu)造過去一定時段再分析氣象場；

基于所述再分析氣象場利用氣象模型模擬所述過去一定時段的氣象場，構(gòu)造第一氣象強迫場。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，基于第一氣象強迫場對所述海域進行水位海流回報，獲得水位海流場，具體為：

收集所述海域驗潮站實測水位資料和海圖資料；

基于所述實測水位資料構(gòu)建海洋水動力模型初始條件和開邊界條件；

基于所述初始條件、開邊界條件和第一氣象強迫場，利用海洋水動力模型模擬過去一定時段的水位海流場。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，對所述海域進行氣象預(yù)報，構(gòu)造第二氣象強迫場，具體為：

收集臺風(fēng)路徑資料和再分析氣象資料；

利用臺風(fēng)路徑資料獲取臺風(fēng)實時路徑；

利用所述氣象資料構(gòu)造過去一定時段再分析氣象場；

基于臺風(fēng)實時路徑、再分析氣象場構(gòu)造初始條件和邊界條件；

利用氣象模型預(yù)報未來一定時段的氣象場，輸出氣象預(yù)報結(jié)果，構(gòu)造第二氣象強迫場。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，基于第二氣象強迫場對所述海域進行余水位預(yù)報，構(gòu)造余水位開邊界條件，具體為，

收集所述海域海圖資料；

基于第二氣象強迫場，結(jié)合海圖資料，采用海洋水動力模型模擬未來一定時段的余水位場，輸出預(yù)測結(jié)果；

基于預(yù)測結(jié)果構(gòu)造余水位開邊界條件。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，基于余水位開邊界條件對所述海域進行開邊界潮位預(yù)報，具體為，

收集所述海域驗潮站實測水位資料；

基于所述實測水位資料計算邊界網(wǎng)格點潮汐調(diào)和常數(shù)；

基于所述潮汐調(diào)和常數(shù)預(yù)報開邊界網(wǎng)格點未來一定時段的潮位值；

將所述潮位值和余水位開邊界條件疊加，生成開邊界網(wǎng)格點所述未來一定時段的水位預(yù)報值。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中，基于水位海流場、第二氣象強迫場、水位預(yù)報值對所述海域進行綜合水位預(yù)報，具體為，

基于水位海流場構(gòu)造初始條件；

基于水位預(yù)報值構(gòu)造開邊界條件；

基于第二氣象強迫場構(gòu)造氣象強迫條件；

基于所述初始條件、開邊界條件和氣象強迫條件，利用海洋水動力模型實時預(yù)報未來一定時段的水位、海流，獲得所述(近岸)海域的綜合水位實時預(yù)報結(jié)果。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供一種海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)系統(tǒng)，包括：

氣象回報模塊，用于對所述海域進行氣象回報，構(gòu)造第一氣象強迫場；

水位海流回報模塊，用于基于第一氣象強迫場對所述海域進行水位海流回報，獲得水位海流場；

氣象預(yù)報模塊，用于對所述海域進行氣象預(yù)報，構(gòu)造第二氣象強迫場；

余水位預(yù)報模塊，用于基于第二氣象強迫場對所述海域進行余水位預(yù)報，構(gòu)造余水位開邊界條件；

開邊界潮位預(yù)報模塊，用于基于余水位開邊界條件對所述海域進行開邊界潮位預(yù)報，生成水位預(yù)報值；

綜合水位預(yù)報模塊，用于基于水位海流場、第二氣象強迫場、水位預(yù)報值對所述海域進行綜合水位預(yù)報。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，該系統(tǒng)還包括制作模塊，用于輸出水位預(yù)報結(jié)果，制作可視化產(chǎn)品。

本發(fā)明實施例帶來了以下有益效果：

本發(fā)明實施例提供的海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)方法中，首先對海域進行氣象回報，構(gòu)造第一氣象強迫場，基于第一氣象強迫場對海域進行水位海流回報，獲得水位海流場；然后對海域進行氣象預(yù)報，構(gòu)造第二氣象強迫場，基于第二氣象強迫場對所述海域進行余水位預(yù)報，構(gòu)造余水位開邊界條件，基于余水位開邊界條件對所述海域進行開邊界潮位預(yù)報，生成水位預(yù)報值；而后基于水位海流場、第二氣象強迫場、水位預(yù)報值對所述海域進行綜合水位預(yù)報，最后輸出可視化結(jié)果。通過利用實時觀測和再分析海洋和氣象數(shù)據(jù)，在對過去一定時段(例如過去96小時)進行回報的基礎(chǔ)上，尤其是在災(zāi)害天氣背景下(如臺風(fēng)過程和溫帶氣旋過程等)，實現(xiàn)對未來一定時段(例如未來36小時)的綜合水位進行實時預(yù)報。該方法充分考慮到多種天氣背景條件和影響因素，能夠提供實時、綜合的水位預(yù)報結(jié)果，具有較強的實用性。此外，本發(fā)明還具有以下優(yōu)點：

1、綜合水位預(yù)報方法的預(yù)報過程中加入了極端天氣要素和風(fēng)、氣壓等氣象要素，彌補單要素預(yù)報的不足。

2、以實時的海洋臺站實時觀測數(shù)據(jù)、臺風(fēng)實時數(shù)據(jù)和再分析實時氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建強迫場、初始場和邊界條件驅(qū)動綜合水位預(yù)報模型，達到了實時預(yù)報效果。

3、一般天氣條件下的水位預(yù)測和臺風(fēng)、溫帶氣旋等極端天氣條件下的水位預(yù)測可以在一套方法和系統(tǒng)內(nèi)完成，避免了對多種水位單獨預(yù)報的問題，實現(xiàn)綜合水位的預(yù)報。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例一提供的海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例一提供的海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)方法的詳細(xì)流程圖；

圖3為圖1中S1的具體流程圖；

圖4為圖1中S2的具體流程圖；

圖5為圖1中S3的具體流程圖；

圖6為圖1中S4的具體流程圖；

圖7為圖1中S5的具體流程圖；

圖8為圖1中S6的具體流程圖；

圖9為本發(fā)明實施例二提供的海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)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。

實施例一：

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例提供一種海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)方法，用于近岸海域綜合水位實時預(yù)報，包括以下步驟：

S1：對海域進行氣象回報，構(gòu)造第一氣象強迫場；

具體的，參照圖3，包括以下分步驟：

S11：收集實時和再分析氣象資料；

氣象資料包括臺風(fēng)路徑、中心氣壓、中心風(fēng)速，溫帶氣旋發(fā)生時的溫度、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等

S12：利用氣象資料構(gòu)造過去一定時段再分析氣象場；

利用氣象資料構(gòu)造過去一定時段再分析氣象場，本發(fā)明實施例利用氣象資料構(gòu)造過去96小時的再分析氣象場。

S13：基于再分析氣象場利用氣象模型模擬過去一定時段的氣象場，構(gòu)造第一氣象強迫場。

基于過去96小時的再分析氣象場利用氣象模型的回報模式模擬過去96小時的氣象場(包括風(fēng)場，如風(fēng)速、風(fēng)向等，以及氣壓場等)，構(gòu)造第一氣象強迫場。第一氣象強迫場用于為對海域進行水位海流回報中的海洋水動力模型提供模式氣象強迫條件。

需要說明的是，氣象模型(包括回報模式和預(yù)報模式)主要采用中尺度天氣過程模型和臺風(fēng)風(fēng)場和氣壓場模型，一般情況下或溫帶天氣系統(tǒng)控制下采用中尺度天氣過程模擬模式，臺風(fēng)發(fā)生時則采用臺風(fēng)風(fēng)場和氣壓場模型。

中尺度天氣過程模型選用MM5、WRF等較為成熟的氣象數(shù)值預(yù)報模式，以再分析資料作為背景場，并利用現(xiàn)場觀測資料對背景場進行修正。

臺風(fēng)風(fēng)場和氣壓場模型需要設(shè)置臺風(fēng)域中風(fēng)場和氣壓場網(wǎng)格以及臺風(fēng)流入角，臺風(fēng)路徑、最大風(fēng)速半徑、臺風(fēng)中心氣壓、近中心最大風(fēng)速、臺風(fēng)移動速度等參數(shù)，這些參數(shù)由中國臺風(fēng)網(wǎng)公布的最優(yōu)臺風(fēng)路徑資料獲得。

S2：基于第一氣象強迫場對海域進行水位海流回報，獲得水位海流場；

具體的，參照圖4，包括以下分步驟：

S21：收集海域驗潮站實測水位資料和海圖資料；

S22：基于實測水位資料構(gòu)建海洋水動力模型初始條件和開邊界條件；

S23：基于初始條件、開邊界條件和第一氣象強迫場，利用海洋水動力模型模擬過去一定時段的水位海流場。

本發(fā)明實施例基于收集的過去96小時的水位資料(作為初始條件和開邊界條件)和海圖資料(作為模式水深)以及第一氣象強迫場，利用海洋水動力模型模擬過去96小時的水位海流場。

水位海流場用于為綜合水位預(yù)報提供初始條件，具體實施中，采用最后一個小時的水位海流場作為綜合水位預(yù)報的初始條件。

需要說明的是，海洋水動力模型(包括回報模式和預(yù)報模式)選用POM、FVCOM等較為成熟的海洋數(shù)值模式，模式水深采用收集的海圖資料，模式計算：由驗潮站的實測水位作為開邊界驅(qū)動模式計算，模式氣象強迫條件為第一氣象強迫場，由氣象回報構(gòu)建的氣象場提供風(fēng)場(風(fēng)速、風(fēng)向)和氣壓場。

S3：對海域進行氣象預(yù)報，構(gòu)造第二氣象強迫場；

具體的，參照圖5，包括以下分步驟：

S31：收集臺風(fēng)路徑資料和再分析氣象資料；

氣象資料包括臺風(fēng)路徑、中心氣壓、中心風(fēng)速，溫帶氣旋發(fā)生時的溫度、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等。

S32：利用臺風(fēng)路徑資料獲取臺風(fēng)實時路徑；

臺風(fēng)路徑資料包括臺風(fēng)域中風(fēng)場和氣壓場網(wǎng)格以及臺風(fēng)流入角，臺風(fēng)路徑、最大風(fēng)速半徑、臺風(fēng)中心氣壓、近中心最大風(fēng)速、臺風(fēng)移動速度等參數(shù)，這些參數(shù)由中國臺風(fēng)網(wǎng)公布的最優(yōu)臺風(fēng)路徑資料獲得。

S33：利用氣象資料構(gòu)造過去一定時段再分析氣象場；

本發(fā)明實施例利用過去96小時的氣象資料構(gòu)造過去96小時的再分析氣象場。

S34：基于臺風(fēng)實時路徑、再分析氣象場構(gòu)造初始條件和邊界條件；

S35：利用氣象模型預(yù)報未來一定時段的氣象場，輸出氣象預(yù)報結(jié)果，構(gòu)造第二氣象強迫場。

本發(fā)明實施例利用氣象模型的預(yù)報模式預(yù)報未來36小時的氣象場，輸出氣象預(yù)報結(jié)果，構(gòu)造第二氣象強迫場。預(yù)報的氣象場(包括風(fēng)場，如風(fēng)速、風(fēng)向等，以及氣壓場等)，構(gòu)造的第二氣象強迫場為余水位預(yù)報提供氣象強迫場以及為綜合水位預(yù)報提供氣象強迫場。

氣象預(yù)報結(jié)果主要為網(wǎng)格點未來36小時的風(fēng)向、風(fēng)速和氣壓；

將預(yù)報結(jié)果插值到余水位預(yù)報網(wǎng)格上，若為臺風(fēng)情況則無需插值，可為余水位預(yù)報提供氣象強迫場；

將預(yù)報結(jié)果插值到水位預(yù)報網(wǎng)格上，若為臺風(fēng)情況則無需插值，可為綜合水位預(yù)報提供氣象強迫場。

氣象模型的預(yù)報模式也是主要采用中尺度天氣過程模型和臺風(fēng)風(fēng)場和氣壓場模型，一般情況下或溫帶天氣系統(tǒng)控制下采用中尺度天氣過程模擬模式，臺風(fēng)發(fā)生時則采用臺風(fēng)風(fēng)場和氣壓場模型。

中尺度天氣過程模型選用MM5、WRF等的較為成熟的氣象數(shù)值預(yù)報模式，以再分析資料作為背景場，并利用現(xiàn)場觀測資料對背景場進行修正。

臺風(fēng)風(fēng)場和氣壓場模型需要設(shè)置臺風(fēng)域中風(fēng)場和氣壓場網(wǎng)格以及臺風(fēng)流入角，臺風(fēng)路徑、最大風(fēng)速半徑、臺風(fēng)中心氣壓、近中心最大風(fēng)速、臺風(fēng)移動速度等參數(shù)，這些參數(shù)由中國臺風(fēng)網(wǎng)公布的最優(yōu)臺風(fēng)路徑資料獲得。

S4：基于第二氣象強迫場對海域進行余水位預(yù)報，構(gòu)造余水位開邊界條件；

具體的，參照圖6，包括以下分步驟:

S41：收集海域海圖資料；

S42：基于第二氣象強迫場，結(jié)合海圖資料，采用海洋水動力模型模擬未來一定時段的余水位場，輸出預(yù)測結(jié)果；

本發(fā)明實施例利用氣象預(yù)報模擬的第二氣象強迫場為海洋水動力模型提供模式氣象強迫條件，結(jié)合海圖資料作為海洋水動力模型的模式水深，采用海洋水動力模型模擬未來36小時的余水位場，輸出預(yù)測結(jié)果；

S43：基于預(yù)測結(jié)果構(gòu)造余水位開邊界條件。

將預(yù)測結(jié)果插值到水位預(yù)報網(wǎng)格開邊界處，為開邊界潮汐預(yù)報提供開邊界條件，需要說明的是，水位海流預(yù)報網(wǎng)格與綜合水位預(yù)報網(wǎng)格是同一種網(wǎng)格，這里統(tǒng)一成水位預(yù)報網(wǎng)格。

需要說明的是，本步驟中，海洋水動力模型選用POM、FVCOM等較為成熟的海洋數(shù)值預(yù)報模式，模式水深采用海圖資料，模式初始條件采用零初始條件，模式氣象強迫條件為第二氣象強迫場提供的風(fēng)場(風(fēng)速、風(fēng)向)和氣壓場。

S5：基于余水位開邊界條件對所述海域進行開邊界潮位預(yù)報，生成水位預(yù)報值；

具體的，參照圖7，包括以下分步驟：

S51：收集海域驗潮站實測水位資料；

S52：基于實測水位資料計算邊界網(wǎng)格點潮汐調(diào)和常數(shù)；

基于驗潮站實測水位采用調(diào)和分析計算邊界網(wǎng)格點潮汐調(diào)和常數(shù)。

S53：基于潮汐調(diào)和常數(shù)預(yù)報開邊界網(wǎng)格點未來一定時段的潮位值；

本發(fā)明實施例基于得到的潮汐調(diào)和常數(shù)預(yù)報開邊界網(wǎng)格點未來36小時的潮位值。

S54：將潮位值和余水位開邊界條件疊加，生成開邊界網(wǎng)格點未來一定時段的水位預(yù)報值。

本發(fā)明實施例將潮位值和余水位開邊界條件疊加，生成開邊界網(wǎng)格點未來36小時的水位預(yù)報值，水位預(yù)報值用于為綜合水位預(yù)報提供開邊界條件。

S6：基于水位海流場、第二氣象強迫場、水位預(yù)報值對海域進行綜合水位預(yù)報。

具體的，參照圖8，包括以下分步驟：

S61：基于水位海流場構(gòu)造初始條件；

S62：基于水位預(yù)報值構(gòu)造開邊界條件；

S63：基于第二氣象強迫場構(gòu)造氣象強迫條件；

S64：基于初始條件、開邊界條件和氣象強迫條件，利用海洋水動力模型實時預(yù)報未來一定時段的水位、海流，獲得海域的綜合水位實時預(yù)報結(jié)果。

本步驟中，海洋水動力模型選用POM、FVCOM等的較為成熟的海洋數(shù)值預(yù)報模式，模式水深采用的海圖資料已知，模式計算:開邊界由驗潮站的潮汐調(diào)和常數(shù)預(yù)報潮位和余水位計算結(jié)果(預(yù)測結(jié)果)共同提供開邊界水位驅(qū)動，也就是說，由水位預(yù)報值作為開邊界水位驅(qū)動模式計算，模式初始條件由水位海流回報獲得的水位海流場提供，模式氣象強迫條件由第二氣象強迫場提供風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓，基于上述條件，利用海洋水動力模型預(yù)報未來36小時的水位、海流，獲得海域的綜合水位實時預(yù)報結(jié)果。

S7：輸出水位預(yù)報結(jié)果，制作可視化產(chǎn)品。

具體的，將獲得的綜合水位預(yù)報結(jié)果處理成可視化產(chǎn)品，例如可以制作成單站過程曲線圖和典型時刻水位、流場圖等。

本發(fā)明實施例提供的海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)方法中，利用實時觀測和再分析海洋和氣象數(shù)據(jù)，在對過去一定時段(例如過去96小時)進行回報的基礎(chǔ)上，尤其是在災(zāi)害天氣背景下(如臺風(fēng)過程和溫帶氣旋過程等)，實現(xiàn)對未來一定時段(例如未來36小時)的綜合水位進行實時預(yù)報。該方法充分考慮到多種天氣背景條件和影響因素，能夠提供實時、綜合的水位預(yù)報結(jié)果，具有較強的實用性。具體地說，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、綜合水位預(yù)報方法的構(gòu)建結(jié)合了風(fēng)暴潮、潮汐和流場預(yù)報，預(yù)報過程中加入了極端天氣要素和風(fēng)、氣壓等氣象要素，彌補單要素預(yù)報的不足。

2、以實時的海洋臺站實時觀測數(shù)據(jù)、臺風(fēng)實時數(shù)據(jù)和再分析實時氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建強迫場、初始場和邊界條件驅(qū)動綜合水位預(yù)報模型，達到了實時預(yù)報效果。

3、一般天氣條件下的水位預(yù)測和臺風(fēng)、溫帶氣旋等極端天氣條件下的水位預(yù)測可以在一套方法和系統(tǒng)內(nèi)完成，避免了對多種水位單獨預(yù)報的問題，實現(xiàn)綜合水位的預(yù)報。

實施例二：

如圖9所示，本發(fā)明實施例提供一種海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)系統(tǒng)，其中包括氣象回報模塊1、水位海流回報模塊2、氣象預(yù)報模塊3、余水位預(yù)報模塊4、開邊界潮位預(yù)報模塊5和綜合水位預(yù)報模塊6。

氣象回報模塊1，用于對海域進行氣象回報，構(gòu)造第一氣象強迫場，具體包括以下幾個方面：

收集實時和再分析氣象資料；

利用氣象資料構(gòu)造過去一定時段再分析氣象場；

基于再分析氣象場利用氣象模型模擬過去一定時段的氣象場，構(gòu)造第一氣象強迫場。

水位海流回報模塊2，用于基于第一氣象強迫場對海域進行水位海流回報，獲得水位海流場，具體包括以下幾個方面：

收集海域驗潮站實測水位資料和海圖資料；

基于實測水位資料構(gòu)建海洋水動力模型初始條件和開邊界條件；

基于初始條件、開邊界條件和第一氣象強迫場，利用海洋水動力模型模擬過去一定時段的水位海流場。

氣象預(yù)報模塊3，用于對海域進行氣象預(yù)報，構(gòu)造第二氣象強迫場，具體包括以下幾個方面：

收集臺風(fēng)路徑資料和再分析氣象資料；

利用臺風(fēng)路徑資料獲取臺風(fēng)實時路徑；

利用氣象資料構(gòu)造過去一定時段再分析氣象場；

基于臺風(fēng)實時路徑、再分析氣象場構(gòu)造初始條件和邊界條件；

利用氣象模型預(yù)報未來一定時段的氣象場，輸出氣象預(yù)報結(jié)果，構(gòu)造第二氣象強迫場。

余水位預(yù)報模塊4，用于基于第二氣象強迫場對海域進行余水位預(yù)報，構(gòu)造余水位開邊界條件，具體包括以下幾個方面：

收集海域海圖資料；

基于第二氣象強迫場，結(jié)合海圖資料，采用海洋水動力模型模擬未來一定時段的余水位場，輸出預(yù)測結(jié)果；

基于預(yù)測結(jié)果構(gòu)造余水位開邊界條件。

開邊界潮位預(yù)報模塊5，用于基于余水位開邊界條件對海域進行開邊界潮位預(yù)報，生成水位預(yù)報值，具體包括以下幾個方面：

收集海域驗潮站實測水位資料；

基于實測水位資料計算邊界網(wǎng)格點潮汐調(diào)和常數(shù)；

基于潮汐調(diào)和常數(shù)預(yù)報開邊界網(wǎng)格點未來一定時段的潮位值。

綜合水位預(yù)報模塊6，用于基于水位海流場、第二氣象強迫場、水位預(yù)報值對海域進行綜合水位預(yù)報，具體包括以下幾個方面：

基于水位海流場構(gòu)造初始條件；

基于水位預(yù)報值構(gòu)造開邊界條件；

基于第二氣象強迫場構(gòu)造氣象強迫條件；

基于初始條件、開邊界條件和氣象強迫條件，利用海洋水動力模型實時預(yù)報未來一定時段的水位、海流，獲得海域的綜合水位實時預(yù)報結(jié)果。

作為一個優(yōu)選方案，本發(fā)明實施例提供的海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)系統(tǒng)還包括制作模塊7，用于輸出水位預(yù)報結(jié)果，制作可視化產(chǎn)品。具體的，制作模塊7將獲得的綜合水位預(yù)報結(jié)果處理成可視化產(chǎn)品，例如可以制作成單站過程曲線圖和典型時刻水位、流場圖等。

上述系統(tǒng)在使用時，本發(fā)明實施例中提及的過去一定時段，優(yōu)選的是，過去96小時，未來一定時段，優(yōu)選的是，未來36小時。

本發(fā)明實施例提供的海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)系統(tǒng)，與上述實施例提供的海域綜合水位實時預(yù)報的實現(xiàn)方法具有相同的技術(shù)特征，所以也能解決相同的技術(shù)問題，達到相同的技術(shù)效果。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說明的是：以上所述實施例，僅為本發(fā)明的具體實施方式，用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制，本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。