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,污染物的傳輸與擴散等都對風(fēng)場預(yù)報的精細度提出更高的需求�；谥谐叨饶Ｊ絎RF(Weather Research and Forecast)結(jié)合動力降尺度模式 CALMET (California Meteorology)的方法是有效提高風(fēng)場預(yù)報精細度的方法之一。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,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)一及繁雜的人機交互等問題,進一步阻礙方法的應(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交互操作,從而形成一套完整的業(yè)務(wù)流程以達到業(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)報初始場進行模擬,再將結(jié)果用CALMET模式進行進一步精細化并進行前后對比分析。預(yù)報初始場數(shù)據(jù)為GFS (Global Forecast System)數(shù)據(jù)。利用WRF模式將逐6小時的GFS數(shù)據(jù)進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)再進行進一步精細化,最終得到高分辨率逐時的風(fēng)場預(yù)報數(shù)據(jù),并將精細化前后結(jié)果進行對比。結(jié)果表明經(jīng)CALMET模式精細化后的風(fēng)場較WRF模擬的風(fēng)場更為精細,能夠較好地體現(xiàn)出與局地地形相符的特征。2.使用站點數(shù)據(jù)與陸面同化系統(tǒng)CLDAS (CMA Land Data Assimilation System)數(shù)據(jù)進一步驗證WRF-CALMET方法的模擬效果。一方面,在與站點的逐日數(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)站點也低于1,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,可運用于業(yè)務(wù)中。3.針對方法運用過程中數(shù)據(jù)格式異構(gòu)與人機交互操作過多的問題,以WRF-CALMET方法為核心,運用系統(tǒng)集成技術(shù)將方法中涉及的多個系統(tǒng)與軟件的功能形成一套完整的業(yè)務(wù)流程,解決了系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)格式異構(gòu)與接口不統(tǒng)一的問題,同時也通過計算機智能將大部分運行中存在的人機交互操作實現(xiàn)自動化執(zhí)行與計算,大幅提高了運行效率,充分發(fā)揮了交叉學(xué)科的優(yōu)勢。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P457.5
【部分圖文】：

寧、高要、清遠、廣州、東競、河源、增城、惠陽、五華、資金、揭西、豐順、逡逑汕頭、惠來、南澳、信宜、羅定、臺山、中山、珠海、深圳、汕尾、湛江、陽逡逑江、電白、上川島、徐聞。其分布如圖２－１。逡逑連州邐？韶關(guān)逡逑．英德．捯廠．龍川逡逑？Ｔ邋ＺＴ邐逡逑１０９邐１１０邐１１１邐１１２邐１１３邐Ｈ４邐１１５邐１１６邐Ｊ１７邐ｌｉｂ逡逑圖２－１廣東省觀測站點分布圖逡逑另外一個校驗數(shù)據(jù)是陸面同化系統(tǒng)（ＣＬＤＡＳ）數(shù)據(jù)，是國家氣象信息中心逡逑發(fā)布的亞洲Ｅ域逐時的大氣驅(qū)動場產(chǎn)品，產(chǎn)品包含氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速、逡逑降水、短波輻射六個要素。覆蓋區(qū)域為亞洲區(qū)域（０°－６５°Ｎ，６０°－１６０°Ｅ），時間分辨逡逑率為逐時，空間分辨率為０．０６２５°ｘ０．０６２５。（約６ｋｍ）。逡逑此外熱帶氣旋的數(shù)據(jù)來自中國氣象局熱帶氣旋資料中心的最佳路徑數(shù)據(jù)集，逡逑包括１９４９年以來西北太平洋（含南海，赤道以北，東經(jīng)１８０邋°以西）海域熱帶氣逡逑旋每６小時的位置和強度。逡逑８逡逑

赤溪鎮(zhèn)沿海登陸廣東省，登陸時中心附近最大風(fēng)力達１３級（４０ｍ／ｓ），途徑恩平逡逑市、陽春市，到達信宜市附近時削弱為熱帶風(fēng)暴并移出廣東省邊界。臺風(fēng)路徑逡逑如圖３－１所示。逡逑Ｔｒａｃｋ邋ｏｆ邋ｔｙｐｈｏｏｎ邋Ｕｓａｇｉ邐Ｔｒａｃｋ邋ｏｆ邋ｔｙｐｈｏｏｎ邋Ｖｉｃｅｎｔｅ逡逑３０Ｎ邐邐邐邐１￣Ｊ￣￣１邐ｒ邋３0ｎ邐ｗ邋１邋Ｉｌｉｉｌｌｌ邋ｌｌｉｌｌｉｌｉｉｉｉｌｌｌｉｉｆ邐邐——Ｊ邐－ｒ逡逑：；邋Ｗｉｎｄｓ＾ｄ（ｋｔｎ邐）邐．）？、／邋Ｗｉｎｄ邋ｓｐｅｅｄｉｋ：＇，逡逑邐邐ｌＯＯｆｃｔｏ．邋ｍｏ．．邐．邐＿邋ｌＯＯｔｎｏｒｎｗｅ逡逑邐邐邐ＢＭＣ．９ＷＭ邐邐邐邐８１ｌ0９９？逡逑，０Ｎ邋－＾５＾邐邋＾１邐，邋，邋，邋，１邐，０Ｎ邐＿＿＞，－Ｗ，邐ｉ邋，［逡逑１１０Ｅ邐１２０Ｅ邐１３０Ｅ邐１００Ｅ邐１１０Ｅ邐１２０Ｅ邐１３０Ｅ逡逑圖３－１臺風(fēng)路徑圖（左為天兔，右為韋森特）逡逑據(jù)事后統(tǒng)計，受‘天兔’影響，汕頭、汕尾、揭陽等１１市６５縣（區(qū)、市）逡逑９７９萬人受災(zāi)，３０人死亡，造成經(jīng)濟損失２０８億元；受‘韋森特’影響，廣東逡逑河源、梅州、揭陽、汕尾、深圳等１３市７０個縣（市、區(qū)）受災(zāi)

最外層格點數(shù)為１００ｘ９０，水平格距為２７ｋｍ，次內(nèi)層格點數(shù)為２１４ｘ１７２，水平格逡逑距為９ｋｍ，最內(nèi)層格點數(shù)為４２７ｘ３６１，水平格局為３ｋｍ，垂直層分為３０層。區(qū)逡逑域示意圖如圖３－２。逡逑ＷＰＳ邋Ｄｏｍａｉｎ邋Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ逡逑１０８＊＊ｅ邐１１０＊Ｂ邐１１Ｂ＊Ｂ邐１２０＊Ｅ邐１ＳＳ＊Ｂ逡逑圖３－２邋ＷＲＦ模式區(qū)域圖逡逑微物理過程采用ＷＳＭ５方案，長玻輻射方案采用ＲＲＴＭ方案，短波輻射采逡逑用Ｄｕｄｈｉａ方案，邊界層方案為ＹＳＵ方案，積云參數(shù)化方案為Ｋａｉｎ－Ｆｒｉｔｓｃｈ（ｎｅｗ邋Ｅｔａ）逡逑方案。逡逑ＣＡＬＭＥＴ模式將廣東省分為４個區(qū)，格點數(shù)共為６０３ｘ７８５，垂直方向共有逡逑１０層，以ＷＲＦ最內(nèi)層（３ｋｍ）的輸出結(jié)果作為初始場，經(jīng)診斷風(fēng)場，微氣象模逡逑塊等處理后，最終輸出ｌｋｍ的精細化風(fēng)場。其中ＣＡＬＭＥＴ模式的核心參數(shù)設(shè)逡逑置如表３－１所示。逡逑表３－１邋ＣＡＬＭＥＴ模式核心參數(shù)設(shè)置表逡逑胃參數(shù)邐值邐備注逡逑ＮＰＳＴＡ邋－１邐－１代表無降水觀測站，降水?dāng)?shù)據(jù)利用模式數(shù)據(jù)插值而成逡逑ＩＷＦＣＯＤ邐１邐１代表使用診

本文編號：2815002