[發明專利]一種復雜山地下墊面大風的模擬方法及裝置

有效

• 申請號: 201710588312.2
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107390298B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 申元;馬儀;王科;徐肖偉;張其林;潘浩;楊明昆
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種復雜山地下墊面大風的模擬方法，其特征在于，包括：

建立高分辨率地表數據集，根據所述高分辨率地表數據集確定下邊界參數；

根據所述下邊界參數，確定下墊面動力學粗糙度參數和熱力學粗糙度參數；

獲取觀測數據；以及，根據所述觀測數據、高分辨率地表數據集、下邊界參數、下墊面動力學粗糙度參數和熱力學粗糙度參數，利用WRF模式進行風場模擬，建立WRF模擬預報系統；其中，所述觀測數據包括：觀測風場、氣象數據和地理數據；

根據所述觀測數據、高分辨率地表數據集、下邊界參數、下墊面動力學粗糙度參數和熱力學粗糙度參數，利用大渦模式進行湍流模擬，建立大渦模擬預報系統；

根據所述WRF模擬預報系統和大渦模擬預報系統，建立風場精細化預測系統；

根據所述風場精細化預測系統，得到近地層風場平均分布圖。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立高分辨率地表數據集的過程包括：

獲取數字地形高程模型、TM影像數據、土地利用類型、地表反照率、葉面積指數和植被覆蓋指數；

根據所述植被覆蓋指數，得到植被覆蓋度；

對所述TM影像數據、地表反照率和葉面積指數進行剔除無效數據處理，得到TM影像數據、地表反照率和葉面積指數的有效數據；

根據所述TM影像數據、地表反照率和葉面積指數的有效數據修正土地利用類型；

根據所述修正后的土地利用類型、數字地形高程模型、TM影像數據的有效數據、地表反照率的有效數據、葉面積指數的有效數據和植被覆蓋度，建立基礎數據庫；

確定WRF模式的地球投影類型、時間分辨率和空間分辨率；將所述基礎數據庫、WRF模式的地球投影類型、時間分辨率和空間分辨率進行數據轉換處理，得到高分辨率地表數據集。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據下邊界參數，確定下墊面動力學粗糙度參數和熱力學粗糙度參數的過程，包括：

根據所述下邊界參數，利用風洞試驗，建立等比模型，與模擬風速對比，得到下墊面動力學粗糙度參數；

根據所述高分辨率地表數據集，利用渦動系統進行分析，得到下墊面熱力學粗糙度參數。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用WRF模式進行風場模擬的過程，包括：

根據嵌套模擬處理方法，確定模擬方案；

根據下邊界參數，對地表反照率、植被覆蓋度和葉表面指數進行實時更新，利用所述模擬方案模擬風場分布；

利用WRF同化方法，對所述模擬后的風場分布進行同化觀測數據處理，得到輸出模擬風場；

對比所述輸出模擬風場和觀測風場，利用訂正處理方法，建立WRF模擬預報系統。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述建立WRF模擬預報系統的過程，包括：

根據降尺度模型，對所述輸出模擬風場進行降尺度處理；

根據所述降尺度處理后的輸出模擬風場和觀測風場，利用線性回歸方法進行對比，得到近地層大風分布圖，建立WRF模擬預報系統。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用大渦模式進行湍流模擬，建立大渦模擬預報系統的過程，包括：

根據所述觀測數據、高分辨率地表數據集、下邊界參數、下墊面動力學粗糙度參數和熱力學粗糙度參數，利用一階湍流閉合方案進行大氣湍流模擬；

根據所述大氣湍流模擬的結果得到多個湍流混合強度分布；

將多個所述湍流混合強度分布，利用三維大渦模式進行數值計算，得到微氣象數據；其中，所述微氣象數據包括溫度、濕度、壓強、風速和風向；

根據所述微氣象數據建立大渦模擬預報系統。