[發明專利]基于WRF的高空氣象要素預報方法和裝置

在審

• 申請號: 202010141153.3
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111369054A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 舒海龍;趙洪偉;張季平;王倩;姚中道;袁峰;劉鐵軍;胡偉平;蘇雄達;劉菲兒
• 申請（專利權）人: 舒相程
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張萌

本發明提供了一種基于WRF的高空氣象要素預報方法和裝置，涉及高空氣象要素預報技術領域，該方法通過對預先確定的參數化方案進行對比實驗，確定高空氣象要素預報的初始方案，基于修正后的初始方案，確定高空氣象要素預報的模式參數優化方案，再利用模式參數優化方案，在保障區域內對指定預報時段進行高空氣象要素預報，最后基于高空氣象要素預報的結果，確定保障區域內的高空氣象要素預報的最終配置方案，以緩解現有高空氣象保障技術中存在數據獲取時間長、方案適用性差等技術問題，從而獲得高時空分辨率和較大保障范圍的氣象保障的有益效果。

技術領域

本發明涉及高空氣象要素預報技術領域，尤其是涉及一種基于WRF的高空氣象要素預報方法和裝置。

背景技術

中尺度數值天氣預報模式WRF(Weather Research ForecastModel)是一種中尺度天氣預報模式，擬重點解決分辨率為1～10Km、時效為60h以內的有限區域天氣預報和模擬問題。通常天氣預報主要關注的是對流層內部氣象要素場的變化情況，特別是對流層中層(約5km)高度上氣壓、氣溫及風的變化。而隨著航空、航天科技的發展，0-30km高度上各氣象要素的垂直變化規律開始成為人們關注的重點。由于傳統大氣探測技術的限制，進行一次30km的大氣探測需要大約80分鐘，這大大影響了探空數據的時間分辨率；同時氣球漂移及氣球釋放區域的限制也會對探測數據的質量和保障范圍產生影響。

科爾沁草原位于大興安嶺東北側，屬于東北草原沙地氣候，其地面風速大而且每年中大風日數較多，高空處于西風帶，天氣過程帶來的高空氣象要素變化明顯，現有模式的默認方案設計在該區域內的高空氣象要素預報中適用性不強。綜上，現有的高空氣象保障技術中存在數據獲取時間長、方案適用性差的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于WRF的高空氣象要素預報方法和裝置，以緩解現有高空氣象保障技術中存在數據獲取時間長、方案適用性差的技術問題。

第一方面，實施例提供一種基于WRF的高空氣象要素預報方法，包括：

對預先確定的參數化方案進行對比實驗，確定高空氣象要素預報的初始方案；

基于修正后的所述初始方案，確定所述高空氣象要素預報的模式參數優化方案；

利用所述模式參數優化方案，在保障區域內對指定預報時段進行所述高空氣象要素預報；

基于所述高空氣象要素預報的結果，確定所述保障區域內的所述高空氣象要素預報的最終配置方案。

在一種可選的實施方式中，對預先確定的參數化方案進行對比實驗，確定高空氣象要素預報的初始方案的步驟，包括：對大氣輻射參數化方案和行星邊界層參數化方案進行對比實驗；選擇最佳的方案作為高空氣象要素預報的初始方案。

在一種可選的實施方式中，對大氣輻射參數化方案和行星邊界層參數化方案進行對比實驗的步驟，包括：采用三重嵌套模式對比觀測點資料與各實驗的模擬結果；基于對比結果，評估所述初始方案的模擬能力。

在一種可選的實施方式中，基于對比結果，評估所述初始方案的模擬能力的步驟，包括：基于統計參數對所述初始方案的模擬能力進行評估；利用WMO高空氣象探測標準對所述初始方案的模擬能力進行檢驗。

在一種可選的實施方式中，基于修正后的所述初始方案，確定所述高空氣象要素預報的模式參數優化方案的步驟，包括：基于保障區域內實時觀測的數據，對所述初始方案進行修正；在修正后的所述初始方案中選取最佳方案，作為所述高空氣象要素預報的模式參數優化方案。

在一種可選的實施方式中，基于保障區域內實時觀測的數據，對所述初始方案進行修正的步驟，包括：根據所述初始方案，利用四種修正方法對所述保障區域內的實時觀測的數據進行資料同化。