Мезомасштабное моделирование - RU2689200C2
Код документа: RU2689200C2
Чертежи
Описание
Ссылка на родственную заявку
Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной заявкой на выдачу патента США №62/095,736, поданной 22 декабря 2014 года, содержание которой ссылкой полностью включается в настоящую заявку.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
В каждой из моделей прогнозирования погоды используют математическую модель атмосферы и океанов для прогнозирования будущих погодных условий на основании текущих погодных условий. Прогнозы будущих погодных условий могут быть выданы в виде изображений высокого разрешения (статических или динамических), которые могут быть наложены на карту или спутниковый снимок географического региона для графической иллюстрации прогнозируемых будущих погодных условий для этого географического региона. Эти изображения высокого разрешения могут быть использованы как материал для телевещания (как местные последние известия), опубликованы в сети (например, на сайте AccuWeather.com) или переданы заказчикам компаний, занимающихся прогнозом погоды.
Метеорологические системы, меньшие приблизительно 50 миль (или 60 километров), обычно называют «мезомасштабными» метеорологическими системами. Мезомасштабные метеорологические системы отличают от более крупных метеорологических систем «синоптического масштаба» и более мелких «микромасштабных» метеорологических систем, представляющих собой короткоживущие атмосферные явления шириной около 1 мили (или 1 км) или менее.
Ни одна модель прогноза погода не дает самые точные прогнозы для всех мезомасштабных метеорологических систем. Напротив, каждая модель прогнозирования погоды имеет одно или несколько смещений. Например, когда мезомасштабная метеорологическая система проходит из юго-западной территории США (т.е., из района Большого Каньона) в сторону штатов Канзас, Миссури и Айова, известно, что модель глобальной системы прогнозирования (Global Forecast System, GFS) выдает долгосрочный прогноз, в котором прогнозируемое местоположение мезомасштабной метеорологические системы находится приблизительно в 150 милях на восток от ее наиболее вероятного местоположения. При составлении прогноза опытный метеоролог часто будет вносить поправку на это смещение путем перемещения прогнозируемого местоположения мезомасштабной метеорологической системы на запад.
В другом примере в штатах Канзас и Оклахома погода весной часто более дождливая, чем прогнозируют модели прогнозирования погоды. Иными словами, дождливая погода часто движется на север Мексиканского залива раньше, чем прогнозируют модели прогнозирования погоды. В результате в штатах Канзас и Оклахома могут происходить грозы, либо не прогнозированные моделями прогнозирования погоды, либо прогнозированные происходящими намного восточней, чем их действительное самое западное местоположение. Если опытный метеоролог определяет, что гроза, вероятно, произойдет в штате Канзас и/или Оклахома, этот метеоролог вносит поправку на известное смещение в моделях прогнозирования погоды путем добавления мезомасштабной метеорологической системы (в данном случае грозы) в то место, которое метеоролог определяет как наиболее вероятное местоположение.
Метеоролог зачастую будет составлять прогноз, интеллектуально комбинируя прогнозы нескольких моделей прогнозирования погоды и внося корректировки на смещения каждой отдельной модели прогнозирования погоды.
Если прогнозы моделей прогнозирования погоды интеллектуально корректируют или комбинируют, изображения высокого разрешения не точно отражают прогноз метеоролога, поскольку изображения высокого разрешения по-прежнему отражают смещения моделей прогнозирования погоды. На самом деле, метеоролог должен графически изобразить прогноз путем вычерчивания многоугольников либо вручную, либо с использованием инструментов системы автоматизированного проектирования (САПР). Соответственно, хотя прогноз, начерченный метеорологом от руки, может быть точнее созданного моделями прогнозирования погоды, в прогнозе, начерченном метеорологом от руки, отсутствуют детали высокого разрешения, обеспечиваемые моделями прогнозирования погоды. Выступающий с прогнозом погоды по телевидению метеоролог может даже не согласиться с прогнозом высокого разрешения, показываемом на экране, например, описывая прогнозируемую грозу, не показанную графически на выходном изображении модели прогнозирования погоды.
Кроме того, если метеоролог вносит корректировки в прогноз существующей модели прогнозирования погоды, то эти существующие модели прогнозирования погоды не могут делать дополнительные прогнозы на основании корректировки метеоролога. Например, существующая модель прогнозирования погоды может предсказывать метеорологические условия каждые шесть часов. Через три часа может стать очевидным, что прогноз был неточным. Существующие модели прогнозирования погоды нельзя повторно прогонять с дополнительной информацией, исправляющей неточность. Вместо этого метеорологи должны ждать, пока не закончится шестичасовым период, прежде чем существующая система прогнозирования погоды выдаст прогноз метеорологических условий, исходя из точных метеорологических условий.
Соответственно, есть необходимость в системе и способе мезомасштабного моделирования, позволяющих метеорологам корректировать прогнозы для учета известных смещений моделей прогнозирования погоды и выдающих изображения высокого разрешения, согласующиеся с откорректированными прогнозами. Кроме того, есть необходимость в системе и способе мезомасштабного моделирования, использующих модель прогнозирования погоды для прогнозирования погодных событий на основании одной или нескольких корректировок одной или нескольких моделей, внесенных метеорологами.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Для устранения этих и других недостатков известного уровня техники предлагаются система и способ мезомасштабного моделирования, позволяющие метеорологам корректировать прогнозы для учета известных смещений моделей прогнозирования погоды и выдающие изображения высокого разрешения, согласующиеся с откорректированными прогнозами. Кроме того, эти система и способ мезомасштабного моделирования могут использовать модель прогнозирования погоды для прогнозирования погодных событий на основании одной или нескольких корректировок, внесенных метеорологами.
Краткое описание фигур
Аспекты примерных вариантов осуществления могут быть лучше поняты при обращении к прилагаемым фигурам. Компоненты на фигурах не обязательно представлены с соблюдением масштаба, при этом основное внимание уделяется иллюстрации принципов представленных в качестве примера вариантов осуществления.
На фиг. 1 представлено изображение, иллюстрирующее графический интерфейс пользователя, выданный системой мезомасштабного моделирования в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 представлено изображение, иллюстрирующее общий вид архитектуры системы мезомасштабного моделирования в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 представлена блок-схема системы мезомасштабного моделирования в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4А представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4 В представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс в соответствии с еще одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4С представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс в соответствии с еще одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4D представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс в соответствии с еще одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5 представлено изображение, иллюстрирующее фактический дождь во время события ливневого паводка, имевшего место в штатах Миссури и Айова.
На фиг. 6 представлено изображение, иллюстрирующее прогноз Национальной метеорологической службы США, выданный накануне события ливневого паводка, проиллюстрированного на фиг. 5.
На фиг. 7 представлено изображение, иллюстрирующее прогноз AccuWeather, сделанный накануне события ливневого паводка, проиллюстрированного на фиг. 5.
На фиг. 8 представлено изображение, иллюстрирующее еще один прогноз AccuWeather, сделанный накануне события ливневого паводка, проиллюстрированного на фиг. 5.
На фиг. 9 и 10 представлены изображения, иллюстрирующие потенциальное штормовое предупреждение, выданное накануне события ливневого паводка, проиллюстрированного на фиг. 5.
На фиг. 11 представлено изображение, иллюстрирующее прогноз в соответствии с известным уровнем техники.
На фиг. 12 представлено изображение, иллюстрирующее прогноз, выданный графическим интерфейсом пользователя системы мезомасштабного моделирования в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
Теперь обратимся к фигурам, иллюстрирующим различные виды представленных в качестве примера вариантов осуществления настоящего изобретения. На фигурах и в описании к ним в настоящем документе определенная терминология используется лишь для удобства и не должна рассматриваться как ограничивающая варианты осуществления настоящего изобретения. Кроме того, на фигурах и в приведенном ниже описании подобные элементы обозначают подобными позициями.
На фиг. 1 представлено изображение, иллюстрирующее вид 100, выданный графическим интерфейсом пользователя системы мезомасштабного моделирования в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. Как подробнее описано ниже, система мезомасштабного моделирования позволяет метеорологам корректировать прогнозы мезомасштабных метеорологических систем для учета известного смещения, а также выдает изображения высокого разрешения, согласующиеся с откорректированными мезомасштабными прогнозами метеорологов. Кроме того, система мезомасштабного моделирования позволяет метеорологам использовать модель прогнозирования погоды для прогнозирования будущих погодных событий на основании корректировок, внесенных метеорологами.
На фиг. 2 представлено изображение, иллюстрирующее общий вид архитектуры 200 системы мезомасштабного моделирования. Архитектура 200 может содержать один или несколько серверов 210 и одно или несколько запоминающих устройств 220, подключенных к нескольким удаленным компьютерным системам 240, таким как одна или несколько персональных компьютерных систем 250 и одна или несколько мобильных компьютерных систем 260, через одну или несколько сетей 230.
Один или несколько серверов 210 могут содержать внутреннее запоминающее устройство 212 и процессор 214. Один или несколько серверов 210 могут представлять собой любое подходящее вычислительное устройство, включая, например, сервер приложений и веб-сервер, размещающий на своих ресурсах веб-сайты, доступные удаленным компьютерным системам 240. Одно или несколько запоминающих устройств 220 содержат наружные запоминающие устройства и/или внутреннее запоминающее устройство 212 одного или нескольких серверов 210. Одно или несколько запоминающих устройств 220 могут содержать любой энергонезависимый машиночитаемый носитель данных, такой как массив внешних жестких дисков или твердотельная память. Сети 230 могут включать в себя любое сочетание сети Интернет, сетей сотовой связи, глобальных вычислительных сетей (ГВС), локальных вычислительных сетей (ЛВС) и т.д. Связь по сетям 230 может реализовываться посредством проводных и/или беспроводных соединений. Удаленная компьютерная система 240 может представлять собой любое подходящее электронное устройство, предназначенное для посылки и/или приема данных по сетям 230. Удаленная компьютерная система 240 может представлять собой, например, подключенное к сети вычислительное устройство, такое как персональный компьютер, блокнотный компьютер, смартфон, персональный цифровой помощник (PDA), планшет, портативный детектор погоды, приемник системы глобального позиционирования (GPS), подключенное к сети транспортное средство и т.д. Персональная компьютерная система 250 может включать внутреннее запоминающее устройство 252, процессор 254, устройства 256 вывода и устройства 258 ввода. Одна или несколько мобильных компьютерных систем 260 могут включать внутреннее запоминающее устройство 262, процессор 264, устройства 266 вывода и устройства 268 ввода. Внутреннее запоминающее устройство 212, 252 и/или 262 может представлять собой энергонезависимые машиночитаемые носители данных, такие как жесткие диски или твердотельная память, для хранения команд, которые при исполнении процессором 214, 254 или 264, осуществляют соответствующие части признаков, описанных в настоящем документе. Процессор 214, 254 и/или 264 может включать центральный процессор (ЦП), графический процессор (ГП) и т.д. Процессор 214, 254 и 264 может быть реализован как одна полупроводниковая интегральная схема или более чем одна интегральная схема. Устройство 256 и/или 266 вывода может включать в себя устройство отображения, динамики, внешние порты и т.д. Устройство отображения может представлять собой любое подходящее устройство, предназначенное для выдачи видимого света, такое как жидкокристаллический дисплей (ЖКД), светоизлучающий полимерный дисплей (СПД), светоизлучающий диод (светодиод), органический светоизлучающий диод (органический светодиод) и т.д. Устройства 258 и/или 268 ввода могут включать в себя клавиатуры, манипулятор типа «мышь», трекболы, фото- или видеокамеры, сенсорные координатно-управляющие устройства (тачпэды) и т.д. Тачпэд может накладываться поверх или объединяться с дисплеем для образования чувствительного к касанию дисплея или сенсорного экрана.
Система мезомасштабного моделирования может реализовываться командами, хранящимися в одном или нескольких внутренних запоминающих устройствах 212, 252 и/или 262 и выполняемыми одним или несколькими процессорами 214, 254 или 264.
На фиг. 3 представлена блок-схема системы 300 мезомасштабного моделирования в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. Система 300 мезомасштабного моделирования может содержать текущие метеорологические условия 310, модель 320 прогнозирования погоды AccuWeather, прогнозируемые метеорологические условия 330, корректировки 340 прогнозов, блок 380 анализа и графический интерфейс 390 пользователя. Графический интерфейс 390 пользователя может включать в себя систему географической информации, предназначенную для сбора, хранения, обработки, анализа, управления и представления географических данных.
Текущие метеорологические условия 310 могут включать в себя любое наблюдение текущего состояния атмосферы. Текущие метеорологические условия 310 могут включать в себя наблюдения с метеорологических спутников, радиозондов (например, в метеорологических шарах), сообщения пилотов с маршрутов полетов воздушных суден, сообщения с маршрутов следования водных суден, с разведывательных летательных аппаратов и т.д. Текущие метеорологические условия 310 могут быть приняты из внешних источников, таких как государственные учреждения (например, Национальная метеорологическая служба США, Национальный центр по наблюдению за ураганами США, Министерство по охране окружающей среды Канады, Метеорологическая служба Соединенного Королевства, Метеорологическое управление Японии и т.д.), частные компании (такие как Accu Weather, Inc., Accu Weather Enterprise Solutions, Inc., Национальная сеть обнаружения молний США, которой владеет и руководит компания Vaisala, Weather Decision Technologies, Inc.), физические лица (такие как члены Сети наблюдателей) и т.д. Текущие метеорологические условия 310 могут храниться, например, в одном или нескольких запоминающих устройствах 220.
Модель 320 прогнозирования погоды AccuWeather - это компьютерная программа, использующая математические модели атмосферы и/или океанов для прогнозирования метеорологических условий на основании текущих метеорологических условий 310 (ACCUWEATHER - это зарегистрированный знак обслуживания компании AccuWeather, Inc.). Кроме того, модель 320 прогнозирования погоды AccuWeather использует одинаковые модели для прогнозирования метеорологических условий на основании корректировок 340 прогнозов, вводимых пользователем, как описано ниже. Модель 320 прогнозирования погоды AccuWeather может реализовываться программным обеспечением, хранящимся, например, в одном или нескольких запоминающих устройствах 220 и выполняемым, например, одним или несколькими серверами 210.
Прогнозируемые метеорологические условия 330 могут включать в себя любой прогноз, касающийся будущего состояния атмосферы. Прогнозируемые метеорологические условия 330 могут определяться моделью 320 прогнозирования погоды AccuWeather. Кроме того, система 300 мезомасштабного моделирования может получать прогнозируемые метеорологические условия 330, определенные моделями прогнозирования погоды третьих лиц, такими как модель быстрого обновления данных (Rapid Refresh - RAP) Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), модель быстрого обновления данных высокого разрешения (High Resolution Rapid Refresh - HRRR), Североамериканская мезомасштабная модель (North American Mesoscale - NAM), Североамериканская мезомасштабная модель высокого разрешения с 4-км разрешением (4 km NAM) NOAA, модель краткосрочного ансамблевого прогноза (Short Range Ensemble Forecast - SREF) NOAA, модель системы глобального прогноза (Global Forecast System - GFS) NOAA, модель системы глобального ансамблевого прогноза (Global Ensemble Forecast System - GEFS) NOAA, модель системы прогноза климата (Climate Forecast System - CFS) NOAA, модель Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF), глобальная спектральная модель (Global Spectral Model - GSM) Метеорологического управления Японии (JMA), мезомасштабная модель (Meso-Scale Model - MSM) JMA, модель локального прогноза (Local Forecast Model - LFM) JMA, модель исследования и прогноза погоды с 4-км разрешением (Weather Research and Forecasting - WRF) Национальной лаборатории исследования ураганов (NSSL), региональная модель MeteoFrance, модель исследования и прогноза ураганов Национальной метеорологической службы США (NWS), модель Министерства по охране окружающей среды Канады, ансамбль Министерства по охране окружающей среды Канады и т.д.
Прогнозируемые метеорологические условия 330 могут включать в себя прогнозируемое местоположение, интенсивность и продолжительность мезомасштабных метеорологических систем. Мезомасштабные метеорологические системы могут включать в себя любую метеорологическую систему шириной между примерно 1 милей (или 1 километром) и примерно 50 милями (или 60 километрами). Мезомасштабные метеорологические системы могут включать в себя зимние бури (например, метели, ливни в виде игольчатого льда, шквалы с градом, снежные бури), океанские штормы, ураганные ветры, бризы, грозовые фронты, грозы, мезомасштабные конвективные комплексы (МКК), внетропические циклоны, ураганы, которые проносятся по северо-восточной части США, тропические циклоны (например, тропические депрессии, тропические штормы, ураганы, тайфуны), деречо (обширные долгоживущие штормы), торнадо и т.д. Местоположения мезомасштабных метеорологических систем могут храниться в формате, позволяющем просматривать и анализировать мезомасштабные метеорологические системы при помощи системы географической информации графического интерфейса 390 пользователя. Интенсивность мезомасштабных метеорологических систем может выражаться в количествах дождя или снега, которые по прогнозу создадут мезомасштабные метеорологические системы. Продолжительность мезомасштабных метеорологических систем может выражаться во времени, в течение которого по прогнозу будут существовать мезомасштабные метеорологические системы на протяжении каждой фазы (например, зарождение, нарастание, разрушение). Прогнозируемые метеорологические условия 330 могут храниться, например, в одном или нескольких запоминающих устройствах 220.
Корректировки 340 прогнозов включают в себя корректировки прогнозируемых метеорологических условий 330, внесенные пользователем (например, метеорологом) посредством системы 300 мезомасштабного моделирования. Как подробнее описывается ниже, система 300 мезомасштабного моделирования позволяет пользователю корректировать местоположение, интенсивность и/или продолжительность мезомасштабных метеорологических систем, включенных в прогнозируемые метеорологические условия 330. Кроме того, система 300 мезомасштабного моделирования позволяет пользователю объединять выходные данные из нескольких моделей прогнозирования погоды. Таким образом, корректировки 340 прогнозов могут включать в себя прогнозируемые метеорологические условия, определенные на основании двух или более моделей прогнозирования погоды. Корректировки 340 прогнозов могут храниться, например, в одном или нескольких запоминающих устройствах 220.
Блок 380 анализа предназначен для корректировки прогнозируемых метеорологических условий 330 и/или определения прогнозируемых метеорологических условий на основании сочетания двух или более моделей прогнозирования погоды на основании данных, введенных пользователем через графический интерфейс 390 пользователя. Блок 380 анализа может реализовываться программным обеспечением, хранящимся, например, в одном или нескольких запоминающих устройствах 220 и выполняемым, например, одним или несколькими серверами 210.
Графическим интерфейсом 390 пользователя может быть любой интерфейс, позволяющий пользователю вводить информацию для передачи в систему 300 мезомасштабного моделирования, и/или выводящий информацию, полученную из системы 300 мезомасштабного моделирования, пользователю. Графический интерфейс 390 пользователя может реализовываться командами, хранящимися в дистанционной компьютерной системе 240 и выполняемыми ею.
На фиг. 4А представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс 400а в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения.
На стадии 402 получают текущие метеорологические условия. Текущие метеорологические условия 310 могут получать из государственных учреждений, частных компаний, физических лиц и т.д.
На стадии 404 с помощью модели 320 прогнозирования погоды AccuWeather определяют прогнозируемые метеорологические условия 330. Прогнозируемые метеорологические условия 330 могут включать в себя прогнозируемые местоположение, интенсивность и продолжительность мезомасштабных метеорологических систем.
На стадии 406 из одного или нескольких внешних источников получают прогнозируемые метеорологические условия 330. Прогнозируемые метеорологические условия 330, полученные из одного или нескольких внешних источников, могут быть определены с помощью одной или нескольких внешних моделей прогнозирования погоды.
На стадии 408 прогнозируемые метеорологические условия 330 выдают пользователю через графический интерфейс 390 пользователя. Прогнозируемые метеорологические условия 330 могут выдавать через систему географической информации.
На стадии 410 прогнозируемые метеорологические условия 330 корректируют блоком 380 анализа на основании данных, введенных пользователем через графический интерфейс 390 пользователя. Пользователь может корректировать прогнозируемые метеорологические условия 330 путем корректировки прогнозируемых местоположения, размера, интенсивности и/или продолжительности мезомасштабной метеорологической системы. Пользователь может корректировать интенсивность мезомасштабной метеорологической системы, корректируя прогнозируемое количество дождя и/или снега. Пользователь может корректировать прогнозируемые метеорологические условия 330 путем добавления мезомасштабной метеорологической системы в прогнозируемые метеорологические условия 330. Пользователь может корректировать прогнозируемые метеорологические условия 330 путем усреднения выходных данных двух или более моделей прогнозирования погоды. Блок 380 анализа может усреднять выходные данные двух или более моделей прогнозирования погоды путем определения прогнозируемой интенсивности мезомасштабной метеорологической системы усреднением интенсивностей, прогнозируемых двумя или более моделями прогнозирования погоды. Дополнительно или альтернативно, блок 380 анализа может усреднять выходные данные двух или более моделей прогнозирования погоды путем определения прогнозируемого местоположения мезомасштабной метеорологической системы усреднением местоположений, прогнозируемых двумя или более моделями прогнозирования погоды.
На стадии 412 через графический интерфейс 390 пользователя выдают откорректированный прогноз. Откорректированный прогноз включает в себя прогнозируемые метеорологические условия 330, откорректированные пользователем на стадии 410.
На стадии 414 модель 320 прогнозирования погоды AccuWeather определяет дополнительные прогнозируемые метеорологические условия 330 на основании введенных данных пользователя, полученных на стадии 410.
На стадии 416 через графический интерфейс 390 пользователя выдают дополнительный прогноз. Дополнительный прогноз включает дополнительные метеорологические условия, определенные на стадии 414.
На фиг. 4В представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс 400b в соответствии с еще одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. Процесс 400b включает некоторые из стадий описанного выше процесса 400а.
На стадии 406 из одного или нескольких внешних источников получают прогнозируемые метеорологические условия 330, определенные одной или несколькими внешними моделями прогнозирования погоды. На стадии 408 графическим интерфейсом 390 пользователя (например, через систему географической информации) прогнозируемые метеорологические условия 330 выдают пользователю. На стадии 410 прогнозируемые метеорологические условия 330 корректируют блоком 380 анализа на основании введенных пользователем данных. На стадии 412 откорректированный прогноз, включая прогнозируемые метеорологические условия, откорректированные пользователем, выводят через графический интерфейс 390 пользователя.
На фиг. 4С представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс 400 с в соответствии с еще одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. Процесс 400с включает некоторые из стадий описанного выше процесса 400а.
На стадии 402 получают текущие метеорологические условия 310. На стадии 404 с помощью модели 320 прогнозирования погоды AccuWeather определяют прогнозируемые метеорологические условия 330. На стадии 408 графическим интерфейсом 390 пользователя (например, через систему географической информации) прогнозируемые метеорологические условия 330 выдают пользователю. На стадии 410 прогнозируемые метеорологические условия 330 корректируют блоком 380 анализа на основании введенных пользователем данных. На стадии 412 откорректированный прогноз, включая прогнозируемые метеорологические условия, откорректированные пользователем, выводят через графический интерфейс 390 пользователя.
На фиг. 4D представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс 400d в соответствии с еще одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. Процесс 400d включает некоторые из стадий описанного выше процесса 400а.
На стадии 402 получают текущие метеорологические условия 310. На стадии 404 с помощью модели 320 прогнозирования погоды AccuWeather определяют прогнозируемые метеорологические условия 330. На стадии 408 графическим интерфейсом 390 пользователя (например, через систему географической информации) прогнозируемые метеорологические условия 330 выдают пользователю. На стадии 410 прогнозируемые метеорологические условия 330 корректируют блоком 380 анализа на основании введенных пользователем данных. На стадии 412 откорректированный прогноз, включая прогнозируемые метеорологические условия, откорректированные пользователем, выводят через графический интерфейс 390 пользователя. На стадии 414 модель 320 прогнозирования погоды AccuWeather определяет дополнительные прогнозируемые метеорологические условия 330 на основании введенных данных пользователя, полученных на стадии 410. На стадии 416 через графический интерфейс 390 пользователя выдают дополнительный прогноз, включающий дополнительные метеорологические условия, определенные на стадии 414.
На фиг. 5 представлено изображение, иллюстрирующее фактический дождь 500 во время события ливневого паводка, имевшего место в штатах Миссури и Айова между 17:00 и 5:00. Как показано на фиг. 5, в географических районах 506 выпало 6-8 дюймов осадков, а в географическом районе 508 - 8-10 дюймов осадков.
На фиг. 6 представлено изображение, иллюстрирующее прогноз 600 Национальной метеорологической службы США, выданный в 9:45 накануне события ливневого паводка, проиллюстрированного на фиг. 5. Как показано на фиг. 6, самый сильный дождь, прогнозированный для штатов Миссури и Айова прогнозом 600 Национальной метеорологической службы США, был лишь 3,63 дюйма в географическом районе 603. Кроме того, прогноз 600 Национальной метеорологической службы США прогнозировал, что самый сильный дождь в штатах Миссури и Айова, как показано географическим районом 603, будет намного северней действительного местоположения самого сильного дождя, как показано географическими районами 506 и 508 на фиг. 5.
На фиг. 7 представлено изображение, иллюстрирующее прогноз AccuWeather, сделанный в 10:30 накануне события ливневого паводка, проиллюстрированного на фиг. 5 (прогноз 700 AccuWeather был основан на прогнозируемых метеорологических условиях 330, определенных с помощью модели 320 прогнозирования погоды AccuWeather). Прогноз 700 AccuWeather прогнозировал намного большее количество осадков в северной части штата Миссури, чем другие модели прогнозирования погоды. Как проиллюстрировано на фиг. 7, прогноз 700 AccuWeather прогнозировал 14-15 дюймов осадков в географическом районе 714 и 15-16 дюймов осадков в географическом районе 715. Прогноз 700 AccuWeather включал в себя довольно точно прогнозируемое местоположение сильного дождя, как указано географическими районами 714 и 715. Однако прогноз 700 AccuWeather прогнозировал намного большее количество осадков, чем выпало на самом деле.
На фиг. 8 представлено изображение, иллюстрирующее еще один прогноз 800 AccuWeather, сделанный приблизительно в полдень накануне события ливневого паводка, проиллюстрированного на фиг. 5 (и в этом случае прогноз 800 AccuWeather был основан на прогнозируемых метеорологических условиях 330, определенных с помощью модели 320 прогнозирования погоды AccuWeather). Как проиллюстрировано на фиг. 8, прогноз 800 AccuWeather прогнозировал 14-17 дюймов осадков в географическом районе 814 и 17-18 дюймов осадков в географическом районе 817. Прогноз 800 AccuWeather включал в себя довольно точно прогнозируемое местоположение сильного дождя, но прогнозировал намного большее количество осадков (до 18 дюймов), чем действительно выпало.
Переоценка количества осадков была обусловлена смещением, именуемым «конвективной обратной связью», известной метеорологам.
На фиг. 9 и 10 представлены изображения, иллюстрирующие штормовое предупреждение, выданное накануне события ливневого паводка, проиллюстрированного на фиг. 5. Это штормовое предупреждение правильно идентифицировало серьезную опасность сильных дождей с последующим паводком. Однако это штормовое предупреждение прогнозировало самые сильные ливни по границе штатов Айова и Миссури, а не намного южнее в штате Миссури. Кроме того, в штормовом предупреждении указывались более 5 дюймов осадков.
Система 300 мезомасштабного моделирования позволяет метеорологу составлять прогноз путем усреднения выходных данных двух или более моделей прогнозирования погоды. Если бы модель 320 прогнозирования погоды AccuWeather, проиллюстрированная на фиг. 8, была усреднена с дополнительной моделью (такой как модель Национальной метеорологической службы США, проиллюстрированная на фиг. 6), система 300 мезомасштабного моделирования точно бы спрогнозировала количество осадков свыше 7 дюймов в северной части штата Миссури и южной части штата Айова.
На фиг. 11 представлено изображение, иллюстрирующее прогноз 1100 в соответствии с известным уровнем техники. Как показано на фиг. 11, для того чтобы метеоролог выдал прогноз путем корректировки и/или объединения моделей прогнозирования погоды, используя обычные способы, он должен вычертить многоугольники либо вручную, либо с использованием инструментов системы автоматизированного проектирования (САПР). Как показано на фиг. 11, метеоролог, распознающий возможность дождя с количеством осадков свыше 7 дюймов в северной части штата Миссури и южной части штата Айова, может установить это путем вычерчивания многоугольника. Однако прогноз 1100 в соответствии с известным уровнем техники не имеет разрешения, например, проиллюстрированного на фиг. 7 и 8.
На фиг. 12 представлено изображение, иллюстрирующее прогноз 1200, выданный графическим интерфейсом 390 пользователя системы 300 мезомасштабного моделирования в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. Как проиллюстрировано на фиг. 12, прогноз включает в себя прогнозируемое количество осадков 7-10 дюймов в географических районах 1207 и прогнозируемое количество осадков 10-11 дюймов в географических районах 1210. Система 300 мезомасштабного моделирования может определить возможность количества осадков 7-11 дюймов, например, путем усреднения выходных данных модели 320 прогнозирования погоды AccuWeather, проиллюстрированных на фиг. 8, с дополнительной моделью (такой как модель Национальной метеорологической службы США, проиллюстрированная на фиг. 6) для учета известного смещения в модели прогнозирования погоды AccuWeather. Дополнительно или альтернативно, система 300 мезомасштабного моделирования может определить возможность количества осадков 7-11 дюймов путем снижения интенсивности мезомасштабной метеорологической системы, проиллюстрированной на фиг. 6, для учета известного смещения.
Вернемся к фиг. 1, на которой представлено изображение вида 100 графического интерфейса 390 пользователя системы 300 мезомасштабного моделирования в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. Система 300 мезомасштабного моделирования позволяет пользователю получать прогнозируемые метеорологические условия 330, определенные моделью прогнозирования погоды. Пользователь выбирает модель прогнозирования погоды, как показано, например, в строке 110. Модель прогнозирования погоды может представлять собой внешнюю модель прогнозирования погоды (например, модель «4 km NAM», модель HRRR и т.д.) или может храниться и выполняться системой 300 мезомасштабного моделирования (например, модель 320 прогнозирования погоды AccuWeather). Кроме того, система 300 мезомасштабного моделирования может позволять пользователю выбирать текущие метеорологические условия 310 (например, путем выбора текущего радиолокатора). Каждая модель прогнозирования погоды может определять прогнозируемые метеорологические условия на множество часов вперед. Пользователь может выбирать один или более часов, например, как показано в строке 120.
Система 300 мезомасштабного моделирования выдает прогнозируемые метеорологические условия 330 (определенные выбранной моделью прогнозирования погоды) или текущие метеорологические условия 310 (определенные текущим радиолокатором) пользователю через графический интерфейс 390 пользователя, как показано, например, на фиг. 12.
Система 300 мезомасштабного моделирования позволяет пользователю корректировать прогнозируемые метеорологические условия 330 путем перемещения прогнозируемого местоположения мезомасштабной метеорологической системы (подобным образом, система 300 мезомасштабного моделирования позволяет пользователю корректировать текущие метеорологические условия 310 путем перемещения текущего местоположения мезомасштабной метеорологической системы). Пользователь может выбирать мезомасштабную метеорологическую систему, как показано, например, в строке 130, и перемещать выбранную мезомасштабную метеорологическую систему, используя органы управления, как показано, например, в строке 142. Как проиллюстрировано в строке 142, система 300 мезомасштабного моделирования позволяет пользователю выбирать направление и расстояние перемещения выбранной мезомасштабной метеорологической системы. Дополнительно или альтернативно, система 300 мезомасштабного моделирования может позволять пользователю выбирать и/или перемещать систему мезомасштабного моделирования путем выдачи визуального представления мезомасштабной метеорологической системы (как показано, например, на фиг. 12) и предоставления пользователю функциональной возможности выбирать систему мезомасштабного моделирования с помощью манипулятора типа «мышь», тачпэда, сенсорного экрана и/или другого устройства ввода. Кроме того, система 300 мезомасштабного моделирования может позволять пользователю перемещать выбранную мезомасштабную метеорологическую систему путем предоставления пользователю функциональной возможности перетаскивать выбранную мезомасштабную метеорологическую систему с помощью манипулятора типа «мышь», тачпэда, сенсорного экрана и т.д. и/или перемещать выбранную мезомасштабную метеорологическую систему с помощью клавиш со стрелками клавиатуры или другого устройства ввода.
Кроме того, система 300 мезомасштабного моделирования может позволять пользователю корректировать прогнозируемые метеорологические условия 330 путем комбинирования выходных данных двух или более моделей прогнозирования погоды. Например, пользователь может выбрать первую модель прогнозирования погоды, как показано в строке ПО, и вторую модель прогнозирования погоды, как показано в строке 150 (подобным образом, система 300 мезомасштабного моделирования позволяет пользователю корректировать текущие метеорологические условия 310 путем комбинирования выходных данных текущего радиолокатора, выбранного в строке 110, с выходными данным модели прогнозирования погоды, выбранной в строке 150).
Кроме того, система 300 мезомасштабного моделирования может позволять пользователю корректировать прогнозируемые метеорологические условия 330 путем добавления мезомасштабной метеорологической системы. Пользователь может выбрать мезомасштабную метеорологическую систему, как показано, например, в строке 160, и может переместить добавленную мезомасштабную метеорологическую систему, используя органы управления, как показано, например, в строке 144 (или используя манипулятор типа «мышь» или другое устройство ввода, как описано выше со ссылкой на строку 142).
Кроме того, система 300 мезомасштабного моделирования может позволять пользователю корректировать прогнозируемые метеорологические условия 330 путем корректировки интенсивности мезомасштабной метеорологической системы. Пользователь может корректировать интенсивность мезомасштабной метеорологической системы, увеличивая или уменьшая количество осадков в виде дождя и/или снега, создаваемых мезомасштабной метеорологической системой, как показано, например, в строке 170.
Система мезомасштабного моделирования может позволять пользователю выдавать откорректированный прогноз, основанный на откорректированных метеорологических условиях 330. Пользователь может выбирать формат, в котором выдавать откорректированный прогноз, как показано, например, в поле 180.
Используя модель 320 прогнозирования погоды, хранящуюся и выполняемую системой 300 мезомасштабного моделирования, система 300 мезомасштабного моделирования может определять дополнительные прогнозируемые метеорологические условия 330, исходя, по меньшей мере, частично, из описанных выше корректировок. Пользователь может вводить команду на прогон модели прогнозирования погоды 320, основанной на корректировках пользователя, например, путем нажатия на кнопку, как показано в поле 190. Система 300 мезомасштабного моделирования может выдавать пользователю через графический интерфейс 390 пользователя дополнительный прогноз, определенный на основании дополнительных прогнозируемых метеорологических условиях, как показано, например, на фиг. 12.
Выше описаны предпочтительные варианты осуществления, однако специалисты в данной области техники, ознакомившиеся с настоящим раскрытием, легко поймут, что в пределах объема настоящего изобретения существуют и другие варианты осуществления. Например, раскрытия конкретного числа компонентов аппаратных средств, модулей программного обеспечения и т.п.являются иллюстративными, а не ограничивающими объем настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение должно рассматриваться как ограниченное лишь прилагаемой формулой изобретения.
Реферат
Изобретение относится к средствам вывода прогнозируемых метеорологических условий в видеотрансляцию. Технический результат заключается в обеспечении возможности корректировать прогнозы для учета известных смещений моделей прогнозирования погоды и выдавать изображения высокого разрешения, согласующиеся с откорректированными прогнозами. Определяют прогнозируемые метеорологические условия. Осуществляют выдачу видеотрансляции, которая содержит карту географического региона и прогнозируемые метеорологические условия, наложенные на ряд ячеек карты или изображения географического региона в таком разрешении, чтобы мезомасштабная метеорологическая система отображалась в прогнозируемом местоположении на карте или изображении, причем каждая из ячеек включает в себя информацию, указывающую прогнозируемое количество осадков в виде дождя или снега в соответствующем географическом регионе. Предоставляют функциональную возможность пользователю через графический интерфейс пользователя корректировать прогнозируемые метеорологические условия посредством: выбора дополнительной мезомасштабной метеорологической системы; и выбора местоположения дополнительной мезомасштабной метеорологической системы, и добавления дополнительной мезомасштабной метеорологической системы к трансляции в выбранном местоположении с использованием такого же разрешения, как и для нескорректированных прогнозируемых метеорологических условий. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.
