基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法及装置与流程

1.本公开涉及天气预报技术领域，特别涉及一种基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法及装置。


背景技术：

2.云是影响地面太阳辐射最主要的因素，此外，太阳辐射还受气溶胶、大气痕量气体等的影响。wrf（the weather research and forecasting model，天气预报）模式是目前一种常用的动力降尺度太阳辐射物理预报模式。wrf-solar （太阳辐射预报）数值模式是专门为太阳能资源评估和预报需求设计的数值天气预报模型，充分考虑了云、气溶胶和太阳辐射之间的反馈机制，可以根据需要单独输出每个时间步长的总辐射、直接辐射和间接辐射。wrf-chem（气象化学预报）数值模式是在线大气动力化学模式，实现了气象与化学模式在时空分辨率上的完全耦合，模式考虑了大气污染的化学过程、平流输送、湍流扩散和干湿沉降过程，可以同时模拟痕量气体、气溶胶浓度以及气象场。


技术实现要素：

3.本公开提供一种基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法及装置，有利于提高太阳辐射预报准确率。
4.第一方面，本公开实施例提供了一种基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法，所述方法包括：启动太阳辐射预报wrf-solar数值模式和气象化学预报wrf-chem数值模式，获得气象化学太阳辐射预报wrf-chem-solar在线耦合模式；采用包含本地大气污染排放源数据和生物源排放数据的污染源数据建立所述wrf-chem-solar在线耦合模式的污染源清单；采用预设的网格点统计差值gsi同化系统对创建所述污染源清单后的所述wrf-chem
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solar在线耦合模式进行数据同化处理；所述同化处理包括：气象数据同化、气溶胶数据同化和云数据同化；对数据同化处理后的所述wrf-chem-solar在线耦合模式进行评估；在评估结果符合预设要求的情况下，将保存同化处理参数后的所述wrf-chem-solar在线耦合模式作为基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型。
5.第二方面，本公开实施例提供了一种太阳辐射预报方法，所述方法包括：获取根据所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法创建的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型；根据包括气象数据、气溶胶数据和云数据的观测数据对所述基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型进行周期性同化处理；采用同化处理后的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型预报太阳辐射。
6.第三方面，本公开实施例提供了一种基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创
建装置，包括：启动模块，用于启动太阳辐射预报wrf-solar 数值模式和气象化学预报wrf-chem数值模式，获得气象化学太阳辐射预报wrf-chem-solar在线耦合模式；建立模块，用于采用包含本地大气污染排放源数据和生物源排放数据的污染源数据建立所述wrf-chem-solar在线耦合模式的污染源清单；第一同化模块，用于采用预设的网格点统计差值gsi同化系统对创建所述污染源清单后的所述wrf-chem-solar在线耦合模式进行数据同化处理；所述同化处理包括：气象数据同化、气溶胶数据同化和云数据同化；评估模块，用于对数据同化处理后的所述wrf-chem-solar在线耦合模式进行评估；处理模块，用于在评估结果符合预设要求的情况下，将保存同化处理参数后的所述wrf-chem-solar在线耦合模式作为基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型。
7.第四方面，本公开实施例提供了一种太阳辐射预报装置，包括：获取模块，用于获取根据所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法创建的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型；第二同化模块，用于根据包括气象数据、气溶胶数据和云数据的观测数据对所述基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型进行周期性同化处理；预报模块，用于采用同化处理后的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型预报太阳辐射。
8.第五方面，本公开实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储器，其上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法，和/或，所述的太阳辐射预报方法；一个或多个输入/输出i/o接口，连接在所述处理器与存储器之间，配置为实现所述处理器与存储器的信息交互。
9.第六方面，本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法，和/或，所述的太阳辐射预报方法。
10.本公开实施例通过建立wrf-chem-solar在线耦合模式，能够分别汲取wrf-solar与wrf-chem模式各自的模拟特点及优势；引入包含本地大气污染排放源数据和生物源排放数据的污染源数据，并同化气象数据、气溶胶数据、云数据等实况观测数据，实现污染源对大气气溶胶的影响，以及气溶胶、云变化对太阳辐射作用的实时在线考虑，有利于提高太阳辐射预报准确率。
附图说明
11.在本公开实施例的附图中：图1为本公开实施例的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法流程图；
图2为本公开实施例的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法示意图；图3为本公开实施例的太阳辐射预报方法流程图；图4为本公开实施例的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建装置组成框图；图5为本公开实施例的太阳辐射预报装置组成框图；图6为本公开实施例提供的电子设备组成框图。
具体实施方式
12.为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开实施例提供的通信感知数据处理方法和计算机可读存储介质进行详细描述。
13.在下文中将参考附图更充分地描述本公开，但是所示的实施例可以以不同形式来体现，且本公开不应当被解释为限于以下阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
14.本公开实施例的附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与详细实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。通过参考附图对详细实施例进行描述，以上和其它特征和优点对本领域技术人员将变得更加显而易见。
15.本公开可借助本公开的理想示意图而参考平面图和/或截面图进行描述。因此，可根据制造技术和/或容限来修改示例图示。
16.在不冲突的情况下，本公开各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
17.本公开所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本公开所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。如本公开所使用的单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。如本公开所使用的术语“包括”、“由
……
制成”，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
18.除非另外限定，否则本公开所用的所有术语（包括技术和科学术语）的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本公开明确如此限定。
19.本公开不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状，但并不是旨在限制性的。
20.云是影响地面太阳辐射最主要的因素，此外，太阳辐射还受气溶胶、大气痕量气体等的影响。wrf（the weather research and forecasting model，天气预报）模式是目前一种常用的动力降尺度太阳辐射物理预报模式。wrf-solar （太阳辐射预报）数值模式是专门为太阳能资源评估和预报需求设计的数值天气预报模型，充分考虑了云、气溶胶和太阳辐射之间的反馈机制，可以根据需要单独输出每个时间步长的总辐射、直接辐射和间接辐射。wrf-chem（气象化学预报）数值模式是在线大气动力化学模式，实现了气象与化学模式在时空分辨率上的完全耦合，模式考虑了大气污染的化学过程、平流输送、湍流扩散和干湿沉降
过程，可以同时模拟痕量气体、气溶胶浓度以及气象场。
21.wrf-solar 数值模式，由于缺乏对气溶胶、云的实时变化及其对太阳辐射吸收和散射作用的在线考虑，且没有考虑人为源、生物源等污染源的排放对大气气溶胶、痕量气体等的影响，从而影响了其对太阳辐射的预报效果。wrf-chem数值模式缺乏云-气溶胶-辐射过程的充分考虑，且无法满足光伏发电对太阳辐射预报结果的输出要求。且目前在太阳辐射预报数值模式中通过同化气溶胶光学厚度（aod）数据来提高预报精度的研究较多，但通过同化fy（风云气象卫星）卫星云反演产品来提高太阳辐射预报精度的研究较少。
22.本公开实施例方案针对目前方案的缺陷以及实际太阳能辐射预报的需求，提出了耦合wrf-chem气溶胶化学模式与wrf-solar辐射模式的方法，建立wrf-chem-solar耦合在线模式，创建基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型，实现对大气辐射过程的实时考虑，并在模型中加入本地污染源清单，同化气象要素、气溶胶等实况观测资料，并同化fy卫星云覆盖率、云顶高度、云顶温度等反演产品，改进耦合模式初始条件，实现提高太阳能辐射预报精度的目的。下面对本公开实施例方案进行详细介绍。
23.本公开实施例提供了一种基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法，如图1、图2所示，所述方法可以包括步骤s11-s15：s11、启动太阳辐射预报wrf-solar数值模式和气象化学预报wrf-chem数值模式，获得气象化学太阳辐射预报wrf-chem-solar在线耦合模式。
24.在本公开实施例中，可以一起启动wrf-solar数值模式和wrf-chem数值模式，构建wrf-chem-solar在线耦合模式，在线耦合化学气溶胶模块和辐射模式，实现空气气溶胶辐射过程的在线考虑。
25.s12、采用包含本地大气污染排放源数据和生物源排放数据的污染源数据建立wrf-chem-solar在线耦合模式的污染源清单。
26.在本公开实施例中，采用包含本地大气污染排放源数据和生物源排放数据的污染源数据建立wrf-chem-solar在线耦合模式的污染源清单，包括：根据本地大气污染排放源数据得到本地排放源清单；将全球大气化学输送模式mozart输入的预设周期的输出数据作为化学场；获取在线的来自自然界的气体和气溶胶排放模型清单megan清单作为生物源排放清单；将本地排放源清单、化学场和生物源排放清单作为wrf-chem-solar在线耦合模式的污染源清单。
27.在本公开实施例中，根据本地大气污染排放源数据得到本地排放源清单，包括：利用本地大气污染排放源数据更新多尺度排放清单meic，获得本地排放源清单数据；使用稀疏矩阵排放清单处理系统smoke源模式将本地排放源清单数据内插到wrf-chem-solar在线耦合模式的模式网格点上；根据本地排放源清单数据获得排放源强，并对排放源强进行网格化处理，得到本地排放源清单。
28.在本公开实施例中，可以利用调查获得的本地大气污染排放源数据（即人为排放数据）更新meic（multi-resolution emission inventory for china，中国多尺度排放清
单）源清单，使用smoke（sparse matrix operator kernel emissions,稀疏矩阵排放清单处理系统）源模式将本地排放源清单数据内插到wrf-chem-solar在线耦合模式网格点上，并将年排放资料转化为时空变化网格化的排放源强（源强是指单位时间内污染物的排放量），作为本地排放源清单输入wrf-chem-solar在线耦合模式。
29.在本公开实施例中，化学场可以采用 mozart（model for ozone and related chemical tracers，全球大气化学输送模式）输入的每 6h（6小时）输出资料。
30.在本公开实施例中，生物源排放清单可以采用在线的megan（the model of emissions of gases and aerosols from nature，来自自然界的气体和气溶胶排放模型清单）清单。
31.s13、采用预设的网格点统计差值gsi同化系统对创建污染源清单后的wrf-chem
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solar在线耦合模式进行数据同化处理；同化处理包括：气象数据同化、气溶胶数据同化和云数据同化。
32.在本公开实施例中，同化处理可以包括但不限于以下至少一种：气象数据同化、气溶胶数据同化和云数据同化。下面分别对每种同化处理进行详细介绍。
33.采用预设的网格点统计差值gsi同化系统对创建污染源清单后的wrf-chem-solar在线耦合模式进行数据同化处理，包括以下至少一种：基于gsi同化系统对气象观测数据进行同化，实现气象数据同化；基于戈达德化学气溶胶辐射与传输方案gocart，利用gsi同化系统对预设可吸入颗粒物的观测数据进行同化，实现气溶胶数据同化；以及，基于gsi同化系统对预设卫星的云数据产品进行同化，实现云数据同化；云数据产品包括但不限于以下至少一种：云覆盖率、云顶温度和云顶气压。
34.在本公开实施例中，下面分别对每种同化处理进行详细介绍。
35.在本公开实施例中，气象数据（或称资料）同化，可以利用gsi（gridpoint statistical interpolation，网格点统计差值）同化系统对常规气象观测数据进行同化，改进wrf-chem
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solar在线耦合模式的初始气象条件。
36.gsi同化系统是在ssi（spectral statistical interpolation，波谱统计插值）系统的基础上发展起来的。gsi同化系统弥补了ssi系统在方法上的一些不足，是一种既可以进行区域分析，又可以进行全球分析的新一代同化系统。gsi同化系统在各类气象模式中应用十分广泛，能够良好通用于各个模式。
37.gsi同化系统包括：三维变分同化和混合集合变分同化在内的多种同化方法。本公开实施例方案可以采用三维变分同化方法（3dvar），3dvar主要是对目标函数的极小值进行求解，从而使得分析场与背景场和观测场两者达到最优拟合效果，而此时预设的代价函数最小的解即为分析场。
38.gsi同化系统中3dvar方法运行步骤包括：将常规气象观测数据转换为gsi系统能够识别的bufr（binary universal form for the representation of meteorological data，表示气象数据的二进制通用格式）格式数据，然后将背景场和观测场输入gsi系统中，设定背景误差协方差（背景误差协方差是指背景场误差协方差）、观测误差协方差（观测误差协方差是指观测数据误差协方差）以及同化时间窗口等参数化设置，不同同化处理参数设置会得到不同的同化结果，对代价函数迭代求解，直到解出最优极小值解，也就得到了最
终分析场。
39.在本公开实施例中，气溶胶数据同化，面向gocart（goddard chemistry aerosol radiation and transport，戈达德化学气溶胶辐射与传输）气溶胶方案，利用gsi同化系统对预设的可吸入颗粒物【例如，可以包括但不限于pm2.5（空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物）、pm10（空气动力学当量直径小于或等于10微米的颗粒物）】的常规观测数据进行同化。
40.在本公开实施例中，基于戈达德化学气溶胶辐射与传输方案gocart，利用预设的网格点统计差值gsi同化系统对预设可吸入颗粒物的观测数据进行同化，实现气溶胶数据同化，包括：将可吸入颗粒物的数据编码为预设格式的数据；将预设格式的数据添加至全球资料同化系统gdas分析数据中；将添加后的gdas分析数据与地面站数据相结合，实现对预设可吸入颗粒物的观测数据的同化。
41.在本公开实施例中，将添加后的gdas分析数据与地面站数据相结合，包括：将添加后的gdas分析数据与地面站数据执行以下至少一种处理：bufr译码、补码、编码、总体检测、质量控制和偏差校正。
42.在本公开实施例中，可以将pm2.5、pm10常规观测数据编码入prepbufr【prepbufr是ncep（national centers for environmental prediction，美国国家环境预报中心）在wmo（world meteorological organization，世界气象组织） bufr格式的基础上，对码表内容进行扩充的数据格式，不仅包含观测数据,还包含观测误差、背景场等信息】数据，在gdas（global data assimilation system，全球资料同化系统）分析数据的基础上进行添补。在gdas资料和地面站资料的结合过程中，加入了一系列的处理，包括bufr译码（decoding）、补码（appending）以及编码（encoding），除此之外还包括总体检测（gross checking）、质量控制（quality control）、偏差校正（bias correction）等过程，改进了用于同化地面观测数据的gsi同化系统。
43.在本公开实施例中，云数据同化，可以基于gsi同化系统同化fy-4a（气象卫星）卫星的云覆盖率、云顶温度、云顶气压等数据产品，实现气象-气溶胶-云联合数据同化，改进wrf-chem-solar在线耦合模式的初始条件和边界条件。
44.在本公开实施例中，云数据同化与上述的常规气象观测数据同化方式类似，在此不再赘述。
45.s14、对数据同化处理后的wrf-chem
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solar在线耦合模式进行评估。
46.在本公开实施例中，采用经过数据同化处理后的wrf-chem
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solar在线耦合模式进行太阳辐射预报，获得辐射预报数据，并获得真实的辐射观测数据；基于均方根误差、相关系数、平均误差等评价指标对辐射预报数据和辐射观测数据进行评估，以根据评估结果不断优化联合同化参数设置。
47.s15、在评估结果符合预设要求的情况下，将保存同化处理参数后的wrf-chem-solar在线耦合模式作为基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型。
48.在本公开实施例中，该预设要求可以根据需求自行定义，例如，可以包括但不限于：辐射预报数据和辐射观测数据的差值小于或等于预设的差值阈值。
49.在本公开实施例中，在评估结果符合预设要求的情况下，说明联合同化已达到较优参数设置，可以保存wrf-chem
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solar在线耦合模式的同化处理参数设置，并将该wrf-chem
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solar在线耦合模式作为基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型。
50.在本公开实施例中，所述方法还可以包括：在评估结果不符合预设要求的情况下，对wrf-chem-solar在线耦合模式的同化处理参数进行调整；对参数调整后的wrf-chem-solar在线耦合模式进行评估；该同化处理参数包括以下至少一种：背景误差协方差、观测误差协方差以及同化时间窗口；背景误差协方差是指背景场误差协方差；观测误差协方差是指观测数据误差协方差，观测数据包括以下至少一种：气象数据、气溶胶数据和云数据。
51.在本公开实施例中，在评估结果不符合预设要求的情况下，可以不断地对同化处理参数进行调整、根据调整后的参数进行同化，并对同化后的wrf-chem-solar在线耦合模式再次评估，直至评估结果符合预设要求，将评估结果符合预设要求的wrf-chem
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solar在线耦合模式作为基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型。
52.在本公开实施例中，耦合wrf-chem数值模式和wrf-solar数值模式，建立wrf-chem-solar在线耦合模式，从而基于该wrf-chem-solar在线耦合模式获得基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型，引入了高精度的本地人为排放源、生物源等信息，同化环境监测站实时气溶胶观测数据。尽管wrf-solar 数值模式是专门为太阳能资源评估和预报需求而设计的数值天气预报模式，但是官方发布的版本缺乏对在线气溶胶辐射过程的考虑，因此耦合在线wrf-chem数值模式和wrf-solar数值模式，并同化实时气溶胶观测数据，实现wrf-chem数值模式和wrf-solar数值模式对气溶胶数据的循环同化以及气溶胶-辐射反馈作用实时在线过程的考虑。
53.在本公开实施例中，建立基于wrf-chem-solar在线耦合模式的太阳辐射短期预报模型，能够分别汲取wrf-solar数值模式与wrf-chem数值模式各自的模拟特点及优势，并引入本地污染源清单，并同化气象要素、气溶胶、云顶信息、云覆盖率等实况观测数据，实现污染源对大气气溶胶的影响，以及气溶胶、云变化对太阳辐射作用的实时在线考虑。
54.在本公开实施例中，云是影响太阳辐射最重要的因素，在基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型中，同化fy卫星云覆盖率、云顶高度、云相态等信息，实现了对大气气溶胶-云-辐射过程的综合实时在线考虑。
55.本公开实施例提供了一种太阳辐射预报方法，如图3所示，所述方法可以包括步骤s21
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s23：s21、获取根据基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法创建的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型；s22、根据包括气象数据、气溶胶数据和云数据的观测数据对基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型进行周期性同化处理；s23、采用同化处理后的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型预报太阳辐射。
56.在本公开实施例中，可以利用气象-气溶胶-云联合数据同化后的wrf-chem-solar在线耦合模式确定的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型开展太阳能辐射预报。基于基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型的参数设置方案，可以进行逐小时循环同化，开展太阳能辐射0-4h（4小时）的短期预报。
57.本公开实施例提供了一种基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建装置100，如图4所示，包括：启动模块101，用于启动太阳辐射预报wrf-solar 数值模式和气象化学预报wrf-chem数值模式，获得气象化学太阳辐射预报wrf-chem-solar在线耦合模式；建立模块102，用于采用包含本地大气污染排放源数据和生物源排放数据的污染源数据建立所述wrf-chem-solar在线耦合模式的污染源清单；第一同化模块103，用于采用预设的网格点统计差值gsi同化系统对创建所述污染源清单后的所述wrf-chem-solar在线耦合模式进行数据同化处理；同化处理包括：气象数据同化、气溶胶数据同化和云数据同化；评估模块104，用于对数据同化处理后的所述wrf-chem-solar在线耦合模式进行评估；处理模块105，用于在评估结果符合预设要求的情况下，将保存同化处理参数后的wrf-chem-solar在线耦合模式作为基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型。
58.本公开实施例提供了一种太阳辐射预报装置200，如图5所示，包括：获取模块201，用于获取根据基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法创建的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型；第二同化模块202，用于根据包括气象数据、气溶胶数据和云数据的观测数据对所述基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型进行周期性同化处理；预报模块203，用于采用同化处理后的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型预报太阳辐射。
59.本公开实施例提供了一种电子设备300，如图6所示，所述电子设备300包括：一个或多个处理器301；存储器302，其上存储有一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器301执行，使得一个或多个处理301器实现所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法，和/或，所述的太阳辐射预报方法；一个或多个输入/输出i/o接口303，连接在处理器301与存储器302之间，配置为实现处理器301与存储器302的信息交互。
60.其中，处理器301为具有数据处理能力的器件，其包括但不限于中央处理器（cpu）等；存储器302为具有数据存储能力的器件，其包括但不限于随机存取存储器（ram，更具体如sdram、ddr等）、只读存储器（rom）、带电可擦可编程只读存储器（eeprom）、闪存（flash）；i/o接口（读写接口）303连接在处理器301与存储器202间，能实现处理器301与存储器302的信息交互，其包括但不限于数据总线（bus）等。
61.在一些实施例中，处理器301、存储器302和i/o接口303通过总线304相互连接，进而与计算设备的其它组件连接。
62.本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法，和/或，所述的太阳辐射预报方法。
63.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。
64.在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。
65.某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器（cpu）、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质（或非暂时性介质）和通信介质（或暂时性介质）。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息（诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据）的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于随机存取存储器（ram，更具体如sdram、ddr等）、只读存储器（rom）、带电可擦可编程只读存储器（eeprom）、闪存（flash）或其它磁盘存储器；只读光盘（cd-rom）、数字多功能盘（dvd）或其它光盘存储器；磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储器；可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其它的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其它传输机制之类的调制数据信号中的其它数据，并且可包括任何信息递送介质。
66.本公开已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。

技术特征：
chem-solar在线耦合模式进行数据同化处理，包括：基于所述gsi同化系统对气象观测数据进行同化，实现所述气象数据同化；基于戈达德化学气溶胶辐射与传输方案gocart，利用所述gsi同化系统对预设可吸入颗粒物的观测数据进行同化，实现所述气溶胶数据同化；以及，基于所述gsi同化系统对预设卫星的云数据产品进行同化，实现所述云数据同化；所述云数据产品包括以下至少一种：云覆盖率、云顶温度和云顶气压。6.根据权利要求5所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法，其特征在于，所述基于戈达德化学气溶胶辐射与传输方案gocart，利用预设的网格点统计差值gsi同化系统对预设可吸入颗粒物的观测数据进行同化，实现所述气溶胶数据同化，包括：将所述可吸入颗粒物的数据编码为预设格式的数据；将所述预设格式的数据添加至全球资料同化系统gdas分析数据中；将添加后的gdas分析数据与地面站数据相结合，实现对所述预设可吸入颗粒物的观测数据的同化。7.根据权利要求6所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法，其特征在于，所述将添加后的gdas分析数据与地面站数据相结合，包括：将添加后的所述gdas分析数据与所述地面站数据执行以下至少一种处理：表示气象数据的二进制通用格式bufr译码、补码、编码、总体检测、质量控制和偏差校正。8.一种太阳辐射预报方法，其特征在于，所述方法包括：获取根据权利要求1-7任意一项所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法创建的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型；根据包括气象数据、气溶胶数据和云数据的观测数据对所述基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型进行周期性同化处理；采用同化处理后的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型预报太阳辐射。9.一种基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建装置，其特征在于，包括：启动模块，用于启动太阳辐射预报wrf-solar 数值模式和气象化学预报wrf-chem数值模式，获得气象化学太阳辐射预报wrf-chem-solar在线耦合模式；建立模块，用于采用包含本地大气污染排放源数据和生物源排放数据的污染源数据建立所述wrf-chem-solar在线耦合模式的污染源清单；第一同化模块，用于采用预设的网格点统计差值gsi同化系统对创建所述污染源清单后的所述wrf-chem-solar在线耦合模式进行数据同化处理；所述同化处理包括：气象数据同化、气溶胶数据同化和云数据同化；评估模块，用于对数据同化处理后的所述wrf-chem-solar在线耦合模式进行评估；处理模块，用于在评估结果符合预设要求的情况下，将保存同化处理参数后的所述wrf-chem-solar在线耦合模式作为基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型。10.一种太阳辐射预报装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取根据权利要求1-7任意一项所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法创建的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型；第二同化模块，用于根据包括气象数据、气溶胶数据和云数据的观测数据对所述基于
气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型进行周期性同化处理；预报模块，用于采用同化处理后的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型预报太阳辐射。11.一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储器，其上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1-7任意一项所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法，和/或，权利要求8所述的太阳辐射预报方法；一个或多个输入/输出i/o接口，连接在所述处理器与存储器之间，配置为实现所述处理器与存储器的信息交互。12.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任意一项所述的基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法，和/或，权利要求8所述的太阳辐射预报方法。

技术总结
本公开实施例提供了一种基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型创建方法及装置，涉及天气预报技术领域，模型创建方法包括：启动WRF-Solar和WRF-Chem数值模式获得WRF-Chem-Solar在线耦合模式；采用包含本地大气污染排放源数据和生物源排放数据的污染源数据建立污染源清单；采用GSI同化系统对创建污染源清单后的WRF-Chem-Solar在线耦合模式数据同化；对同化后WRF-Chem-Solar在线耦合模式评估；评估结果符合预设要求时将保存同化处理参数的WRF-Chem-Solar在线耦合模式作为基于气溶胶和云的太阳辐射短期预报模型。本公开实施例方案有利于提高太阳辐射预报准确率。案有利于提高太阳辐射预报准确率。案有利于提高太阳辐射预报准确率。


技术研发人员：严晓瑜 叶冬 申彦波 纳丽 姚锦烽 曹润东 缑晓辉 苏永彦 杨军 张金满
受保护的技术使用者：宁夏回族自治区气象服务中心（宁夏专业气象台、宁夏气象影视中心）
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/9/19