基于WRF/CALMET模型的河谷地形近地面风场的数值同化研究

发布时间：2022-01-05 04:15

　　处于河谷之中的大型水利枢纽所产生的泄洪雾化在一定程度上受到河谷地形局部风场的影响。由于泄洪雾化所引起风场的变化范围属于微小尺度的范围,WRF/CALMET模式难以达到河谷风场的精细化解析。以河谷风场的精细化解析为研究目标,提出WRF/CALMET模式的数值同化方法,并针对一个典型河谷地形——安宁河谷,进行了数值试验研究。为对比分析WRF、WRF/CALMET风场数据数值同化的影响,设置了4组试验方案。结果表明:对于安宁河谷2009年7月4日2:00-20:00的风场,应用WRF/CALMET模式的数值同化方法所得到的风速更接近观测值,风速模拟值和观测值的相关系数为0.56,平均绝对误差为0.79 m/s,均方根误差为1.01 m/s。将WRF/CALMET模式和数值同化方法结合,能够有效地提高河谷地形局部风场的模拟精度,为模拟泄洪雾化所形成的局地风场提供了一种新方法。 

【文章来源】：水利水电技术. 2020,51(11)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

WRF模拟区域示意

利用CALMET模式对安宁河谷局部气象场进行诊断分析,模拟时段为2009年7月4日2:00至7月4日20:00,选用UTM坐标投影,大地基准面选为WGS-84。模拟范围为8 km×8km,水平分辨率为50 m,垂直方向分为10层,左下角的经纬度坐标为(27.51,102.153),UTM坐标为(218 780,3 046 178),模拟区域如图2所示。2.5 试验方案设计

为更好的体现各个试验的模拟效果,对两个塔址处得到的风速模拟值与观测值进行统计分析,得到相关系数R、平均绝对误差MAE、均方根误差RMSE等各项统计指标如表4所列。从表中可看出,相较于试验1,试验2得到的风速相关性增加,平均绝对误差和均方根误差减小;相较于试验3,试验4得到的风速和实际风速呈正相关,且相关性增加,平均绝对误差和均方根误差减小,证明资料同化技术对模拟效果有一定的改善。试验4在试验2的基础上进行了CALMET降尺度处理,得到的风速相关性增加,平均绝对误差和均方根误差减小,证明CALMET降尺度处理对风速模拟有一定的改善。总的来说,试验4得到的风速在两个测风塔位置处相关系数最大,平均绝对误差和均方根误差最小,表明其模拟效果和实际观测最为接近。4 结 论

【参考文献】：
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本文编号：3569704