動力降尺度與系統(tǒng)集成技術(shù)在精細(xì)化風(fēng)場預(yù)報上的應(yīng)用研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、風(fēng)場的預(yù)報緊密聯(lián)系著人們的生產(chǎn)生活,風(fēng)能資源的高效利用,大風(fēng)天氣導(dǎo)致的對電力設(shè)備、交通與建筑的破壞,臺風(fēng)登陸帶來的重大災(zāi)害,污染物的傳輸與擴(kuò)散等都對風(fēng)場預(yù)報的精細(xì)度提出更高的需求。基于中尺度模式WRF(Weather Research and Forecast)結(jié)合動力降尺度模式CALMET(CaliforniaMeteorology)的方法是有效提高風(fēng)場預(yù)報精細(xì)度的方法之一。目前,此方法雖在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用于資源評估與氣候模擬等領(lǐng)域,

2、但在預(yù)報領(lǐng)域的應(yīng)用則不多見,同時數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一及繁雜的人機(jī)交互等問題,進(jìn)一步阻礙方法的應(yīng)用與實現(xiàn)。針對以上提出的研究問題,本文將利用WRF-CALMET方法對預(yù)報數(shù)據(jù)中的風(fēng)場數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬,經(jīng)過復(fù)雜地形因素的修訂以提升風(fēng)場預(yù)報的精細(xì)度,并應(yīng)用多系統(tǒng)集成技術(shù)解決數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一問題的同時也減少了大量人機(jī)交互操作,從而形成一套完整的業(yè)務(wù)流程以達(dá)到業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求。取得的主要研究成果如下:
  1.使用WRF模式對預(yù)報初始場進(jìn)行模擬,再將結(jié)果

3、用CALMET模式進(jìn)行進(jìn)一步精細(xì)化并進(jìn)行前后對比分析。預(yù)報初始場數(shù)據(jù)為GFS(Global ForecastSystem)數(shù)據(jù)。利用WRF模式將逐6小時的GFS數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬得到逐時的結(jié)果預(yù)報數(shù)據(jù);同時結(jié)合高分辨率的地形高程數(shù)據(jù)(Terrain Height)與土地類型(Landuse Category)數(shù)據(jù)利用CALMET模式將由WRF模擬的數(shù)據(jù)再進(jìn)行進(jìn)一步精細(xì)化,最終得到高分辨率逐時的風(fēng)場預(yù)報數(shù)據(jù),并將精細(xì)化前后結(jié)果進(jìn)行對比。結(jié)果表明

4、經(jīng)CALMET模式精細(xì)化后的風(fēng)場較WRF模擬的風(fēng)場更為精細(xì),能夠較好地體現(xiàn)出與局地地形相符的特征。
  2.使用站點(diǎn)數(shù)據(jù)與陸面同化系統(tǒng)CLDAS(CMA Land Data AssimilationSystem)數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗證WRF-CALMET方法的模擬效果。一方面,在與站點(diǎn)的逐日數(shù)據(jù)對比中,WRF的模擬結(jié)果與CALMET的模擬結(jié)果總體呈現(xiàn)出較好的相關(guān)性與吻合度;WRF模擬結(jié)果的相關(guān)系數(shù)均值為0.8,均方根誤差多數(shù)站點(diǎn)也低于1,

5、而CALMET的對比結(jié)果較WRF總體上小幅提升,相關(guān)系數(shù)均值0.85,均方根誤差均低于1。另一方面,在與CLDAS逐時數(shù)據(jù)的對比中,WRF與CALMET的模擬結(jié)果均與CLDAS數(shù)據(jù)呈現(xiàn)同一趨勢,并且在趨勢同步的前提下,CALMET的模擬結(jié)果較WRF的模擬結(jié)果更接近CLDAS數(shù)據(jù)。總之,與兩種數(shù)據(jù)的對比均顯示出WRF-CALMET方法對于風(fēng)場有出色的模擬與修正能力,可運(yùn)用于業(yè)務(wù)中。
  3.針對方法運(yùn)用過程中數(shù)據(jù)格式異構(gòu)與人機(jī)交互操

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