風場的預報緊密聯(lián)系著人們的生產生活,風能資源的高效利用,大風天氣導致的對電力設備、交通與建筑的破壞,臺風登陸帶來的重大災害,污染物的傳輸與擴散等都對風場預報的精細度提出更高的需求�；谥谐叨饶Ｊ絎RF(Weather Research and Forecast)結合動力降尺度模式 CALMET (California Meteorology)的方法是有效提高風場預報精細度的方法之一。目前,此方法雖在國內外被廣泛應用于資源評估與氣候模擬等領域,但在預報領域的應用則不多見,同時數據格式不統(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方法對預報數據中的風場數據進行模擬,經過復雜地形因素的修訂以提升風場預報的精細度,并應用多系統(tǒng)集成技術解決數據格式不統(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)務流程以達到業(yè)務應用的需求。取得的主要研究成果如下:1.使用WRF模式對預報初始場進行模擬,再將結果用CALMET模式進行進一步精細化并進行前后對比分析。預報初始場數據為GFS (Global Forecast System)數據。利用WRF模式將逐6小時的GFS數據進行模擬得到逐時的結果預報數據;同時結合高分辨率的地形高程數據(Terrain Height)與土地類型(Landuse Category)數據利用CALMET模式將由WRF模擬的數據再進行進一步精細化,最終得到高分辨率逐時的風場預報數據,并將精細化前后結果進行對比。結果表明經CALMET模式精細化后的風場較WRF模擬的風場更為精細,能夠較好地體現(xiàn)出與局地地形相符的特征。2.使用站點數據與陸面同化系統(tǒng)CLDAS (CMA Land Data Assimilation System)數據進一步驗證WRF-CALMET方法的模擬效果。一方面,在與站點的逐日數據對比中,WRF的模擬結果與CALMET的模擬結果總體呈現(xiàn)出較好的相關性與吻合度;WRF模擬結果的相關系數均值為0.8,均方根誤差多數站點也低于1,而CALMET的對比結果較WRF總體上小幅提升,相關系數均值0.85,均方根誤差均低于1。另一方面,在與CLDAS逐時數據的對比中,WRF與CALMET的模擬結果均與CLDAS數據呈現(xiàn)同一趨勢,并且在趨勢同步的前提下,CALMET的模擬結果較WRF的模擬結果更接近CLDAS數據�？傊�,與兩種數據的對比均顯示出WRF-CALMET方法對于風場有出色的模擬與修正能力,可運用于業(yè)務中。3.針對方法運用過程中數據格式異構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)務流程,解決了系統(tǒng)之間數據格式異構與接口不統(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)揮了交叉學科的優(yōu)勢。
【學位單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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據是陸面同化系統(tǒng)（ＣＬＤＡＳ）數據，是國家氣象信息中心逡逑發(fā)布的亞洲Ｅ域逐時的大氣驅動場產品，產品包含氣溫、氣壓、濕度、風速、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據來自中國氣象局熱帶氣旋資料中心的最佳路徑數據集，逡逑包括１９４９年以來西北太平洋（含南海，赤道以北，東經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暴并移出廣東省邊界。臺風路徑逡逑如圖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臺風路徑圖（左為天兔，右為韋森特）逡逑據事后統(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，３０人死亡，造成經濟損失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

最外層格點數為１００ｘ９０，水平格距為２７ｋｍ，次內層格點數為２１４ｘ１７２，水平格逡逑距為９ｋｍ，最內層格點數為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)，格點數共為６０３ｘ７８５，垂直方向共有逡逑１０層，以ＷＲＦ最內層（３ｋｍ）的輸出結果作為初始場，經診斷風場，微氣象模逡逑塊等處理后，最終輸出ｌｋｍ的精細化風場。其中ＣＡＬＭＥＴ模式的核心參數設逡逑置如表３－１所示。逡逑表３－１邋ＣＡＬＭＥＴ模式核心參數設置表逡逑胃參數邐值邐備注逡逑ＮＰＳＴＡ邋－１邐－１代表無降水觀測站，降水數據利用模式數據插值而成逡逑ＩＷＦＣＯＤ邐１邐１代表使用診

本文編號：2815002