基于WRF模式结合自动站资料同化的三峡地区高分辨率气候模拟及其评估

发布时间：2020-08-09 06:52

【摘要】：本文基于WRF(Weather Research Forecast)模式及其自带的Nudging同化系统方法,将三峡地区2014年1月和7月的加密自动站观测资料中通过质量控制的自动站观测资料进行了同化,建立了三峡地区2014年1月和7月的3km高分辨率的气温场、相对湿度场和风场。并对这三个气象要素场的建立效果与未同化试验和加入NCEP稀疏观测站点资料的稀疏场试验进行对比分析,同时将这三个试验与实际观测资料进行对比评估,分析平原、丘陵、山区不同地形下同化资料相对于实际观测的改善效果。结果表明:(1)质量控制对三峡地区的自动站观测资料进行了有效的筛选和排查,为自动站的同化试验建立了必要的基础。(2) WRF模式同化自动站试验对2014年1月和7月的气温场,相对湿度场和风场的模拟效果均优于同化稀疏场试验,同化稀疏场试验优于未同化试验,且同化自动站试验的模拟效果相比此两个试验均有显著改善。(3)对比气温场、相对湿度场和风场的模拟效果,WRF模式同化自动站试验对两月的高分辨率的气温场具有最优的建立效果,同化自动站后,与观测月平均气温场相比,绝大部分地区的温度偏差均减小至±0.5℃以内,逐日逐时温度变化序列与观测序列的相关系数均增加至0.9及以上,这为该地区建立高分辨率温度场提供了有效参考;且相对湿度场的建立效果优于风场。(4)对比平原、丘陵、山区三种地形的气温场模拟效果的改善表明,1月份丘陵的改善最为显著,其次为山区;7月份平原改善程度最大,其次也为山区;在相对湿度场的模拟上,1月份丘陵的改善效果优于平原,平原优于山区,7月份平原与丘陵的改善效果相近,且均优于山区;在风场的模拟上,两月的模拟改善效果均为丘陵优于山区,山区优于平原。(5)考虑到模式地形与自动站观测实际地形存在着一定的海拔高度差异,对同化自动站后的气温空间分布场以及气温的逐日、逐时变化统计检验结果按地形海拔高度差异进行了订正。订正后的改善效果十分显著。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P415.12
【图文】：

逦１１１°Ｅ逦１１２°Ｅ逡逑图２．１三峡地区的自动观测站分布逡逑￣Ｈ格式，＋逻辑检＾￣逡逑极值范围检查逡逑￣￣邋ｉ逡逑＇逦时间一致性检查逡逑士逡逑持续性检查逡逑Ｉ邋￣逡

图２．１三峡地区的自动观测站分布逡逑

逦１逦２逦３逦４逦５逦６逡逑时间（１月４日００时￣１月４日０５时）时间（１月８日１２时至１月８日１７时）逡逑图２．３时间一致性检查的错误实例逦图２．４持续性检查的错误实例逡逑因此气象要素每６小时的变率只有在最小变率ｐ和最大变率ｑ之间，才为逡逑同时通过时间一致性检查和持续性检查，即气象要素的变率ｘ的范围为：ｐ＜ｘ＜ｑ逡逑１３逡逑

【参考文献】

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本文编号：2786770