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Numerical simulations and comparative analysis for two types of storm surges in the Bohai Sea using a coupled atmosphere-ocean model 被引量:9
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作者 Yong Li Xin Chen +2 位作者 Xingyu Jiang Jianfen Li Lizhu Tian 《Acta Oceanologica Sinica》 SCIE CAS CSCD 2019年第9期35-47,共13页
The Bohai Sea is extremely susceptible to storm surges induced by extratropical storms and tropical cyclones in nearly every season. In order to relieve the impacts of storm surge disasters on structures and human liv... The Bohai Sea is extremely susceptible to storm surges induced by extratropical storms and tropical cyclones in nearly every season. In order to relieve the impacts of storm surge disasters on structures and human lives in coastal regions, it is very important to understand the occurring of the severe storm surges. The previous research is mostly restricted to a single type of storm surge caused by extratropical storm or tropical cyclone. In present paper, a coupled atmosphere-ocean model is developed to study the storm surges induced by two types of extreme weather conditions. Two special cases happened in the Bohai Sea are simulated successively. The wind intensity and minimum sea-level pressure derived from the Weather Research and Forecasting (WRF) model agree well with the observed data. The computed time series of water level obtained from the Regional Ocean Modeling System (ROMS) also are in good agreement with the tide gauge observations. The structures of the wind fields and average currents for two types of storm surges are analyzed and compared. The results of coupled model are compared with those from the uncoupled model. The case studies indicate that the wind field and structure of the ocean surface current have great differences between extratropical storm surge and typhoon storm surge. The magnitude of storm surge in the Bohai Sea is shown mainly determined by the ocean surface driving force, but greatly affected by the coastal geometry and bathymetry. 展开更多
关键词 the Bohai Sea extratropical STORM SURGE typhoon STORM SURGE coupled atmosphere-ocean model wrf ROMS
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WRF/Grid-XAJ双向耦合系统构建及其暴雨洪水模拟应用
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作者 孙明坤 刘志雨 +5 位作者 姚成 李致家 李超群 李荣容 何志新 黄迎春 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期752-762,共11页
为解决陆气双向耦合中气象与水文模型不易匹配的问题,基于质量守恒原理,以土壤含水量为纽带,构建高效的WRF/Grid-XAJ双向耦合(双耦)系统。通过屯溪流域2场洪水事件分析发现:模型权重参数可定量评估水文-气象模型耦合的相容性;降水同化后... 为解决陆气双向耦合中气象与水文模型不易匹配的问题,基于质量守恒原理,以土壤含水量为纽带,构建高效的WRF/Grid-XAJ双向耦合(双耦)系统。通过屯溪流域2场洪水事件分析发现:模型权重参数可定量评估水文-气象模型耦合的相容性;降水同化后,双耦系统的降水峰值模拟精度稍好于WRF模型(误差在±5%内);双耦较单向耦合(单耦)系统能更准确地反映土壤含水量;降水同化前,双耦和单耦系统低估了洪水过程;同化后两者的模拟结果提升且与Grid-XAJ模型接近(三者纳什效率系数ENS>0.85),其中双耦系统洪峰模拟效果最好(误差在±11%内),说明WRF/Grid-XAJ双耦系统在暴雨洪水模拟预报方面有较好的应用潜力,为水文-气象模型双向反馈建模提供了新思路。 展开更多
关键词 陆气双向耦合 分布式水文气象模型 Grid-XAJ模型 wrf模型 洪水模拟
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A sensitivity study of the WRF model in offshore wind modeling over the Baltic Sea 被引量:4
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作者 Huidong Li Björn Claremar +4 位作者 Lichuan Wu Christoffer Hallgren Heiner Körnich Stefan Ivanell Erik Sahlée 《Geoscience Frontiers》 SCIE CAS CSCD 2021年第6期209-222,共14页
Accurate wind modeling is important for wind resources assessment and wind power forecasting. To improve the WRF model configuration for the offshore wind modeling over the Baltic Sea, this study performed a sensitivi... Accurate wind modeling is important for wind resources assessment and wind power forecasting. To improve the WRF model configuration for the offshore wind modeling over the Baltic Sea, this study performed a sensitivity study of the WRF model to multiple model configurations, including domain setup,grid resolution, sea surface temperature, land surface data, and atmosphere-wave coupling. The simulated offshore wind was evaluated against LiDAR observations under different wind directions, atmospheric stabilities, and sea status. Generally, the simulated wind profiles matched observations, despite systematic underestimations. Strengthening the forcing from the reanalysis data through reducing the number of nested domains played the largest role in improving wind modeling. Atmosphere-wave coupling further improved the simulated wind, especially under the growing and mature sea conditions.Increasing the vertical resolution, and updating the sea surface temperature and the land surface information only had a slight impact, mainly visible during very stable conditions. Increasing the horizontal resolution also only had a slight impact, most visible during unstable conditions. Our study can help to improve the wind resources assessment and wind power forecasting over the Baltic Sea. 展开更多
关键词 offshore wind modeling Sensitivity study Atmosphere-wave coupling wrf Baltic Sea
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Validation and Coupling of the SWAN Wave Prediction Model by WRF for the Persian Gulf 被引量:1
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作者 Mojtaba Zoljoodi 《Open Journal of Marine Science》 2017年第1期22-34,共13页
Generation of waves is affected by forces that exerted constantly in the oceans. The most obvious reason for the appearance of surface-waves is a process of interaction between atmosphere and sea surface that results ... Generation of waves is affected by forces that exerted constantly in the oceans. The most obvious reason for the appearance of surface-waves is a process of interaction between atmosphere and sea surface that results in wind generation. Wave predictions are usually issued for a maximum of a few days for using in different fields such as shipping, fishing, oil industry, tourism, and to increase the safety of seafarers and beach habitants, maintaining economic assets and optimal utilization of natural resources. In this study, SWAN model has been run for this research over the Oman sea and the Persian Gulf. For implementation of SWAN, another dynamic model with prediction ability of 99-hours also has been used. In this example, wind field is obtained from the outputs of the WRF model converted to the required format for SWAN model. The computational network of SWAN model has been set to spatial grid points of 6 minutes with 1-hour temporal scale. Standard validation ways, including experimental verification, Multiplicative Bias, Mean Error and Root Mean Square Error are used in this study by comparing together for evaluation of accuracy of the model outputs. The results show that the prediction of wave heights by the model for 9 to 24-hour prediction could be the most accurate. 展开更多
关键词 WAVE Prediction SWAN model VALIDATION wrf model and COUPLING
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WRF模式多参数化方案对东南亚低纬高原陆气耦合强度的模拟评估
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作者 王秀智 杨启东 +2 位作者 何帅辰 石紫琳 吕柄溶 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第4期995-1010,共16页
东南亚低纬高原是全球陆气耦合的热点地区之一,其陆气相互作用对气候、水文和环境均具有重要的影响。本研究采用均匀抽样方法,结合WRF模式中多参数化方案,开展了48组数值模拟试验,通过优选参数化方案组合,对该地区陆气耦合强度及其相关... 东南亚低纬高原是全球陆气耦合的热点地区之一,其陆气相互作用对气候、水文和环境均具有重要的影响。本研究采用均匀抽样方法,结合WRF模式中多参数化方案,开展了48组数值模拟试验,通过优选参数化方案组合,对该地区陆气耦合强度及其相关变量进行了模拟评估。研究表明:(1)从48组模拟试验集合中可发现,对于近地面或地表的气温、比湿、向下长波、向上长波和土壤温度,集合模拟能力较好;对于近地面或地表的风速、降水、感热通量、潜热通量、向下短波和向上短波,集合模拟可较好反映各变量的变化特征;但是对于地表的土壤湿度,集合模拟能力较差。对于近地面或地表的风速、降水、潜热通量、向下短波、向上短波、土壤温度和土壤湿度,不同组合间模拟差异较小;但是对于地表的感热通量,不同组合间模拟差异较大。(2)根据等权重平均Taylor评分获得的最优参数化方案组合可以提升对于近地面或地表的气温、比湿、向下短波、向上短波、向下长波、向上长波和土壤温度的模拟能力,但对于近地面或地表的风速、降水、感热通量、潜热通量和表层土壤湿度提升效果不明显。(3)最优参数化方案组合可以合理地反映陆气耦合的空间特征和时间变化,但模拟的耦合强度较参考值偏弱,主要与潜热通量和向下短波辐射模拟能力较差有关。 展开更多
关键词 陆气耦合 wrf模式 东南亚低纬高原 均匀抽样方法
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WRF-Hydro大气-陆面-水文耦合模式应用研究综述
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作者 李振洁 孟宪红 +5 位作者 舒乐乐 赵林 李照国 邓明珊 陈亚玲 陈昊 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第4期809-825,共17页
在人类活动加重气候变暖的背景下,极端水文气象事件发生概率增加。数值模式作为研究水循环和极端水文事件的有效工具,已在全球范围内得到广泛应用。为深入理解气候变化背景下全球陆地水循环时空演变规律,揭示大气-陆面-水文互馈机制,大... 在人类活动加重气候变暖的背景下,极端水文气象事件发生概率增加。数值模式作为研究水循环和极端水文事件的有效工具,已在全球范围内得到广泛应用。为深入理解气候变化背景下全球陆地水循环时空演变规律,揭示大气-陆面-水文互馈机制,大气-陆面-水文耦合过程模拟研究已成为国际大气、水文等学科研究的热点之一。本文首先回顾和梳理了大气-陆面-水文耦合模式的发展历程,阐明了大气-陆面-水文耦合模式WRF-Hydro(Weather Research and Forecasting Model Hydrological modeling system)的优势,并系统总结了WRF-Hydro模式的主要敏感性参数分析及模式在对地表径流、土壤湿度、能量水分循环以及相关大气和水文过程等方面的应用。最后探讨WRF-Hydro大气-陆面-水文耦合模式未来发展趋势,提出应着眼于发展有效的尺度转换方案、完善参数化方案以及开展流域内大气、水文变量时空分布高分辨率模拟等方面,以期系统提升耦合模式对大气、陆面过程及水文过程的刻画能力。 展开更多
关键词 wrf-Hydro模式 大气-陆面-水文耦合 研究进展 水文
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Simulating the Impacts of Marine Organic Emissions on Global Atmospheric Chemistry and Aerosols Using an Online-Coupled Meteorology and Chemistry Model
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作者 Brett Gantt Timothy Glotfelty +1 位作者 Nicholas Meskhidze Yang Zhang 《Atmospheric and Climate Sciences》 2015年第3期266-274,共9页
To realistically simulate the impacts of marine isoprene and primary organic aerosols (POA) on atmospheric chemistry, a unified model framework with online emissions, comprehensive treatment of gas-phase chemistry, an... To realistically simulate the impacts of marine isoprene and primary organic aerosols (POA) on atmospheric chemistry, a unified model framework with online emissions, comprehensive treatment of gas-phase chemistry, and advanced aerosol microphysics is required. In this work, the global-through-urban WRF/Chem model (GU-WRF/Chem) implemented with the online emissions of marine isoprene and size-resolved marine POA is applied to examine such impacts. The net effect of these emissions was increased surface concentrations of isoprene and organic aerosols and decreased surfaced concentrations of hydroxyl radical and ozone over most marine regions. With the inclusion of these emissions, GU-WRF/Chem better predicted the surface concentrations of isoprene and organic aerosols and the aerosol number size distribution when compared to measurements in clean marine conditions. 展开更多
关键词 MARINE ORGANIC EMISSIONS MARINE ORGANIC Aerosol Atmospheric CHEMISTRY Online-coupled model GU-wrf/Chem
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Quantify Urbanization-Induced Precipitation and Runoff Anomalies over the Qinhuai River Basin of China: Sensitivity Experiments with WRF-Hydro
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作者 Jie WANG Shiguang MIAO Fei CHEN 《Journal of Meteorological Research》 SCIE CSCD 2024年第5期999-1020,共22页
Urbanization-related precipitation and surface runoff changes have been widely investigated,but few studies have directly quantified these changes and their link to urbanization in the hydrological cycle.A two-way dyn... Urbanization-related precipitation and surface runoff changes have been widely investigated,but few studies have directly quantified these changes and their link to urbanization in the hydrological cycle.A two-way dynamically coupled atmospheric–hydrological modeling system,Weather Research and Forecasting(WRF)-Hydro,has been applied in this study to perform the quantification.The offline WRF-Hydro was first calibrated and validated for several flooding events against gauge observed streamflow data,with the Nash–Sutcliffe efficiency reaching 0.9.Compared to the WRF model,WRF-Hydro resolves more detailed rainfall pattern features and reproduces the gauge rainfall with a correlation coefficient of 0.8.Then,the impact of urbanization on hydrometeorological processes was investigated with coupled WRF-Hydro sensitivity simulations over the Qinhuai River basin of China during 2 June–31 July 2015.The results indicate that urbanization enhances regional precipitation,resulting in an indirect increase in surface runoff,overland flow,and streamflow by 16.7,93.5,and 111.2 mm,respectively;however,the impervious area results in higher surface runoff,overland flow,and streamflow.Moreover,changes in main hydrometeorological processes further impact the atmospheric–terrestrial water budget,resulting in a decrease in terrestrial water storage and an increase(a decrease)in precipitable water storage in the middle(lower)parts of the lower troposphere.These changes are likely associated with the warmer urban environment than rural areas.Increased water vapor and strengthened convective conditions in the middle part of the lower troposphere due to urban warming are advantageous to the formation of precipitation in urban areas,which in turn increases surface runoff,thereby facilitating the water cycle and altering the atmospheric–terrestrial water budget. 展开更多
关键词 URBANIZATION atmospheric-terrestrial water budget coupled Weather Research and Forecasting(wrf)-Hydro model thermodynamic condition
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Application of the dust simulation models in the Middle East, and dust-dispersion toward the western/southwestern Iran (case study: 22-26 June 2010)
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作者 Mojtaba Zoljoodi Ali Didevarasl Zahra Montazerzohor 《Natural Science》 2013年第7期818-831,共14页
Many developed researches have confirmed the increasing of dust event and its dangerous impacts on the environment, health, economy, etc. in west and southwest ofIranduring the recent decade. This investigation aims t... Many developed researches have confirmed the increasing of dust event and its dangerous impacts on the environment, health, economy, etc. in west and southwest ofIranduring the recent decade. This investigation aims to have a comparison between the derived outputs from the dust simulation models and satellite images analysis over 22-26 June 2010, as this spell is considered a typical case of the dust event over the western/southwestern parts of Iran. We found that the obtained results from the HYSPLIT and WRF/CHEM models respectively on dust dispersion trajectories and aerosol concentration rate were reliable to be used in dust prediction systems over the region. 展开更多
关键词 DUST Simulation models hysplit wrf/CHEM Satellite Images Visibility DATASET West/Southwest of Iran
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基于WRF-Windsim中微尺度耦合技术的风资源精细化评估研究
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作者 马俊鹏 刘子瑞 刘菲燕 《宁夏电力》 2023年第1期1-5,共5页
常规风资源评估方法较多采用假设入流风廓线的微尺度模型,较少考虑风电场内风流动受宏观大气环流影响的问题,基于中尺度数值天气预报模式(weather research forecast,WRF)和微尺度计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模型... 常规风资源评估方法较多采用假设入流风廓线的微尺度模型,较少考虑风电场内风流动受宏观大气环流影响的问题,基于中尺度数值天气预报模式(weather research forecast,WRF)和微尺度计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模型,探究中微尺度耦合的风资源精细化评估方法的内在逻辑和工程应用的适用性。首先,在理论原理的研究基础上,构建从WRF模拟结果中提取微尺度建模计算边界附近风速廓线的方法;其次,在CFD软件Windsim中通过网格嵌套实现边界层内的降尺度模拟,建立WRF-Windsim的中微尺度耦合模型;最后,以宁夏海原某复杂地形风电场为实例开展水平分辨率35 m×35 m的风资源数值模拟实验,采用多测风塔互推对WRF-Windsim的模拟数据进行验证分析,并完成风资源图谱绘制和发电量测算。计算结果显示,WRF模拟结果可以有效改善优化微尺度CFD的入流边界条件,降低风资源评估的误差。 展开更多
关键词 风资源精细化评估 中微尺度耦合模式 wrf Windsim 混合神经网络算法
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基于WRF-SWAN耦合模式的台风“威马逊”波浪场数值模拟 被引量:6
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作者 伍志元 蒋昌波 +3 位作者 邓斌 陈杰 曹永港 李廉洁 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期64-72,共9页
获取高分辨率的风场数据和气压场数据是精确模拟台风浪的基础,采用经验公式构建台风风场和气压场对海浪模式进行驱动,无法反映台风影响下海气动力过程,难以提供高精度的风场、气压场数据。本文基于中尺度大气模式WRF(Weather Research a... 获取高分辨率的风场数据和气压场数据是精确模拟台风浪的基础,采用经验公式构建台风风场和气压场对海浪模式进行驱动,无法反映台风影响下海气动力过程,难以提供高精度的风场、气压场数据。本文基于中尺度大气模式WRF(Weather Research and Forecasting model)和第三代海浪模式SWAN(Simulating WAves Nearshore model),构建了南中国海地区大气—海浪实时双向耦合模式,针对超强台风"威马逊"进行数值模拟。将数值模拟结果与现场观测结果及卫星高度计观测结果进行对比验证,验证结果表明,本文建立的WRF-SWAN耦合模式在对台风"威马逊"影响下的南中国海台风浪的模拟中展现出较高的模拟精度,揭示了台风风场分布和台风浪分布在空间上的"右偏性"不对称分布特征及其形成机制。基于WRF和SWAN建立的大气-海浪实时双向耦合模式能够准确模拟台风动力过程以及台风浪的时空分布特征,可以推广用于南中国海地区台风浪的模拟分析。 展开更多
关键词 台风浪 数值模拟 wrf SWAN 实时双向耦合 南中国海
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基于WRF-NoahLSM耦合模型的江苏省淮北地区土壤旱情评估 被引量:3
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作者 朱坚 杨涛 +3 位作者 黄丹青 周旭东 黄利亚 周毅 《水电能源科学》 北大核心 2014年第10期10-13,5,共5页
针对江苏省淮北地区土壤旱情评估问题,采用WRF-NoahLSM耦合模型模拟了淮北地区2011年2~7月降水量及土壤含水率,并与实测的降水量及土壤含水率做了对比,进而评估了淮北地区的土壤旱情。结果表明,WRF-NoahLSM耦合模型能较准确地模拟降水... 针对江苏省淮北地区土壤旱情评估问题,采用WRF-NoahLSM耦合模型模拟了淮北地区2011年2~7月降水量及土壤含水率,并与实测的降水量及土壤含水率做了对比,进而评估了淮北地区的土壤旱情。结果表明,WRF-NoahLSM耦合模型能较准确地模拟降水发生日和弱降水的降水量,以及2~7月土壤含水率变化规律;模拟土壤含水率的时空合格率大部分达到了60%以上,尤其是模拟深层土壤含水率的合格率较高;模拟评估淮北地区2、5、6月为中等干旱,3、4、7月为轻度干旱,在大部分地区模拟的干旱等级在干暖季略偏高,湿季略偏低。 展开更多
关键词 江苏省淮北地区 wrf-NoahLSM耦合模型 土壤含水率 干旱
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基于WRF与CFD的复杂地形风场多尺度耦合模拟分析 被引量:3
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作者 杨易 谭健成 +1 位作者 金博崇 刘慕广 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期65-73,83,共10页
在超高层建筑结构抗风研究中,风场的准确模拟是重要的前提条件。文中综合利用WRF(中尺度天气预报)模式可以模拟高空大气环流、小尺度CFD模拟具备高时空分辨率的特点,选取深圳气象塔周边地带作为一典型丘陵地貌风场研究区域,基于四维数... 在超高层建筑结构抗风研究中,风场的准确模拟是重要的前提条件。文中综合利用WRF(中尺度天气预报)模式可以模拟高空大气环流、小尺度CFD模拟具备高时空分辨率的特点,选取深圳气象塔周边地带作为一典型丘陵地貌风场研究区域,基于四维数据同化(FDDA)技术的WRF模式,以及平衡态大气边界层CFD模拟,进行这一复杂地形局部风场的多尺度耦合仿真分析。风场仿真结果验证了WRF模拟中AN(分析松弛法)与SAN(近地面分析松弛法)同化方案的适用性,相对而言,AN方案模拟精度更高;相较单一的中尺度WRF模拟,WRF-CFD多尺度耦合模式结果与气象实测数据更吻合,表明多尺度耦合模拟中,由于中尺度WRF模式可为小尺度的CFD模型提供更准确的入口边界条件,并通过网格嵌套实现边界层内的降尺度精细化模拟,从而可以提升风场本身的模拟精度。基于WRF-CFD边界层风场的多尺度耦合模拟将是提高高层建筑结构风效应模拟分析精度的有效途径。 展开更多
关键词 大气边界层风场 wrf模式 CFD 复杂地形 四维数据同化技术 多尺度耦合
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WRF-Hydro模型与新安江模型在陈河流域的应用对比 被引量:19
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作者 孙明坤 李致家 +6 位作者 刘志雨 侯爱中 霍文博 温娅惠 孔祥意 戴金旺 梁世强 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期850-864,共15页
本文利用全球陆面数据同化系统与降雨观测数据,以陕西半湿润区陈河流域为研究对象,驱动WRF-Hydro模型,研究该模型的表现和适用性,并在结构、参数、输入输出和模拟结果方面与新安江模型对比.考虑到次表面层与实际包气带的区别,引入土层... 本文利用全球陆面数据同化系统与降雨观测数据,以陕西半湿润区陈河流域为研究对象,驱动WRF-Hydro模型,研究该模型的表现和适用性,并在结构、参数、输入输出和模拟结果方面与新安江模型对比.考虑到次表面层与实际包气带的区别,引入土层厚度乘子ZSOILFAC对前者进行等比缩放,发现其与新安江模型反推包气带的厚度有较好的一致性.研究表明:在陈河流域中WRF-Hydro计算步长须在建议值的基础上缩小;WRF-Hydro模型善于模拟洪水细节,新安江模型表现好且稳定;前者的径流深和洪峰合格率平于或略低于后者;在两个指标均合格的洪水中,前者平均均方根误差比后者小21.5%,但对于其他洪水,前者平均均方根误差比后者大56.2%;WRF-Hydro在洪水起涨时刻模拟较好,表现出其在中小流域应用的潜力. 展开更多
关键词 wrf-Hydro模型系统 新安江模型 洪水模拟 分布式模型 陆气耦合模型 GLDAS再分析数据 陈河流域
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基于WRF模式的大渡河流域径流预报模型 被引量:3
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作者 罗玮 朱阳 +3 位作者 陈在妮 王军 胡义明 梁忠民 《南水北调与水利科技(中英文)》 CAS 北大核心 2021年第3期469-476,共8页
针对大渡河流域地形复杂,高差悬殊,气候垂直差异大等特点,构建基于四层嵌套网格的大渡河流域WRF模型:采用四维变分(4DVar)和集合卡曼滤波(EnKF)混合同化技术降低初始场误差,根据统计最优组合方法确定年内不同时期WRF模式参数方案集。将... 针对大渡河流域地形复杂,高差悬殊,气候垂直差异大等特点,构建基于四层嵌套网格的大渡河流域WRF模型:采用四维变分(4DVar)和集合卡曼滤波(EnKF)混合同化技术降低初始场误差,根据统计最优组合方法确定年内不同时期WRF模式参数方案集。将WRF输出作为预见期内新安江模型的输入,构建大渡河流域WRF-新安江来水预报模型。选择2010-2017年汛期的20场、非汛期10场来水过程进行应用研究,结果表明:在预见期延长7 d的情况下,所建模型仍能够保证较高的预报精度。研究成果可为大渡河流域水力发电和防汛决策提供技术支撑,也可为同类研究提供借鉴。 展开更多
关键词 气象水文耦合 wrf模式 新安江模型 大渡河流域
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一次局地辐射雾过程及其水汽来源的数值模拟
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作者 崔寅平 晋银保 +6 位作者 张娟 沈傲 吴蒙 谭浩波 刘一鸣 卢骁 樊琦 《中山大学学报(自然科学版)(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期171-180,共10页
基于WRF中尺度数值预报模式和HYSPLIT后向轨迹模式对2017年11月10~11日发生在广东省佛山市的一次局地雾天气过程及其水汽来源进行高分辨率的数值模拟研究。WRF模拟结果表明:本次雾是一次典型的辐射雾过程;晴朗夜晚地面长波辐射冷却降温... 基于WRF中尺度数值预报模式和HYSPLIT后向轨迹模式对2017年11月10~11日发生在广东省佛山市的一次局地雾天气过程及其水汽来源进行高分辨率的数值模拟研究。WRF模拟结果表明:本次雾是一次典型的辐射雾过程;晴朗夜晚地面长波辐射冷却降温使得区域范围内水汽聚集并凝结产生相变,同时夜间存在逆温层以及局地低于1 m/s的静小风促进了此次雾过程的发展;垂直方向上温度和水汽含量的变化较为一致,揭示了近地面雾层的垂直发展情况。进一步利用WRF高分辨率模拟结果驱动HYSPLIT后向轨迹模式对此次雾天气过程的水汽来源进行分析发现:除本地水汽凝结相变外,佛山市辖区内珠江流域水汽的输送对本次雾天气有促进作用。 展开更多
关键词 wrf模式 长波辐射冷却 水汽条件 hysplit
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兰州冬季大气污染来源分析 被引量:39
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作者 刘娜 余晔 +1 位作者 何建军 赵素平 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2015年第4期509-516,共8页
利用WRF(天气研究与预报模式)输出的高分辨率气象数据驱动HYSPLIT_4.9(混合单粒子拉格朗日轨迹模式),结合PSCF(潜在源贡献因子)和CWT(权重浓度轨迹分析)模拟研究复杂地形下兰州城市尺度大气污染物局地输送特征、潜在源区及其对空气质量... 利用WRF(天气研究与预报模式)输出的高分辨率气象数据驱动HYSPLIT_4.9(混合单粒子拉格朗日轨迹模式),结合PSCF(潜在源贡献因子)和CWT(权重浓度轨迹分析)模拟研究复杂地形下兰州城市尺度大气污染物局地输送特征、潜在源区及其对空气质量的影响.结果表明:2002—2008年影响兰州城区冬季12月空气质量的轨迹可分为5类,输送类型可分为城区内输送和城区外输送.第1、3类轨迹出现频率均大于20%且污染轨迹出现频率均大于38%,是污染物的主要输送路径,对应潜在源区为兰州城关区东北部和榆中县东部,这2个源区对ρ(PM10)的影响最大,对ρ(SO2)的影响最小,对ρ(PM10)、ρ(SO2)和ρ(NO2)的贡献分别超过200、80和60μg/m3.来自榆中县的第4类轨迹和兰州西固区的第5类轨迹易造成大气重污染,而来自皋兰县的第2类轨迹属于清洁轨迹.兰州冬季污染既受局地输送的影响,也与地面天气形势密切相关. 展开更多
关键词 wrf-hysplit模式 聚类分析 输送路径 潜在源区 兰州
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基于两种轨迹模型的褐飞虱迁飞轨迹比较研究 被引量:14
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作者 包云轩 孙梦秋 +2 位作者 严明良 陆明红 刘万才 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第19期6122-6138,共17页
异地预测是迁飞性害虫发生预测的重要内容,迁飞轨迹模拟和预测是能较好地反映害虫迁飞时空动态的一种异地预测方法。褐飞虱作为我国水稻生产上的一种重要迁飞性害虫,其迁飞轨迹的准确预报,可为其灾变预警和有效防控提供科学依据。为了... 异地预测是迁飞性害虫发生预测的重要内容,迁飞轨迹模拟和预测是能较好地反映害虫迁飞时空动态的一种异地预测方法。褐飞虱作为我国水稻生产上的一种重要迁飞性害虫,其迁飞轨迹的准确预报,可为其灾变预警和有效防控提供科学依据。为了比较选择一些准确性好、分辨率高、易于推广应用的害虫迁飞轨迹模型,选取2006年7月初发生在湖南省洪江市的一次褐飞虱重大北迁过程作为典型个例,运用中尺度天气研究和预报模式WRF,结合NCEP气象再分析数据,利用HYSPLIT和FLEXPART两种轨迹计算模式对褐飞虱迁飞轨迹进行模拟,并验证模型模拟和计算的准确度和精确度。研究结果表明:(1)WRF-HYSPLIT和WRF-FLEXPART两种轨迹计算模式在虫源地、迁飞路径(迁飞方位角和走向)、迁飞高度、迁飞速率和迁飞距离计算上总体趋势一致,但存在一定的差异,后者的起伏变化大于前者。(2)尽管两种耦合模式在调用WRF模式输出的预报场物理变量方面有很多相同之处,但WRF-FLEXPART耦合模式在运行计算过程中比WRF-HYSPLIT耦合模式多考虑了对流参数、地表胁迫和各种地形参数,因而能更全面地反映中尺度天气过程(特别是对流性天气过程)对昆虫起飞、空中飞行和降落的动力作用,也能更真实地反映地表物理过程、大气湍流结构和地形起伏对褐飞虱种群迁飞的影响。(3)从褐飞虱种群对生境和取食条件选择上看,两种模式模拟的各高度迁入种群的虫源区、迁飞路径和降落地都是合理的、准确的。但从褐飞虱迁出、空中飞行和降落所处的三维流场来看,WRF-FLEXPART模式轨迹走向与盛行气流方向的吻合度要明显高于WRF-HYSPLIT模式。(4)两种模式均可作为业务工具在迁飞性害虫测报中推广应用。 展开更多
关键词 褐飞虱 迁飞轨迹 wrf-hysplit模型 wrf-FLEXPART模型 比较分析
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双校正模式下的大清河流域陆气耦合洪水预报研究 被引量:11
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作者 田济扬 刘佳 +4 位作者 严登华 张国娟 丁留谦 李传哲 王琼 《水文》 CSCD 北大核心 2019年第3期1-7,57,共8页
基于数值大气模式WRF、三维变分数据同化WRF-3DVar、河北雨洪模型以及实时校正模型ARMA,在北方半湿润半干旱地区的大清河流域构建了陆气耦合洪水预报系统,并利用2012、2013年发生的3场降雨洪水,对系统的降雨洪水预报结果进行分析。结果... 基于数值大气模式WRF、三维变分数据同化WRF-3DVar、河北雨洪模型以及实时校正模型ARMA,在北方半湿润半干旱地区的大清河流域构建了陆气耦合洪水预报系统,并利用2012、2013年发生的3场降雨洪水,对系统的降雨洪水预报结果进行分析。结果表明:雷达反射率与GTS数据的同时同化,可有效改善数值大气模式对中小尺度流域的降雨预报效果,从而降低系统的洪水预报误差,ARMA模型的应用,能够进一步提升系统的洪水预报精度,随着预见期的延长,系统的预报精度下降,但系统在6h预见期内仍表现出较好的应用效果。因此,在数据同化和实时校正的"双校正"模式下,陆气耦合洪水预报系统在延长洪水预报预见期的同时,具有较高的洪水预报精度,具有一定的应用前景。 展开更多
关键词 数据同化 wrf模式 河北雨洪模型 陆气耦合系统 洪水预报
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太湖对周边城市热环境影响的模拟 被引量:14
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作者 任侠 王咏薇 +3 位作者 张圳 杨亦辰 胡诚 康汉青 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期645-660,共16页
太湖微气候条件及局地热环境的研究对于太湖周边城市地区可持续发展以及大气宏观调控具有重要意义。为了更准确模拟太湖湖-气交换,将CLM4-LISSS浅水湖泊陆面过程参数化方案耦合进入WRF中的Noah陆面过程模型。采用太湖湖上平台及岸边陆... 太湖微气候条件及局地热环境的研究对于太湖周边城市地区可持续发展以及大气宏观调控具有重要意义。为了更准确模拟太湖湖-气交换,将CLM4-LISSS浅水湖泊陆面过程参数化方案耦合进入WRF中的Noah陆面过程模型。采用太湖湖上平台及岸边陆上测站观测的数据,评估了CLM4-LISSS浅水湖泊过程方案对太湖区域近地层气象条件的模拟性能。并基于耦合模型模拟研究了太湖对周边城市区域热环境的影响。结果表明,CLM4-LISSS湖泊陆面过程方案模拟的湖表面温度能反映真实温度的变化趋势。两种陆面过程方案在2 m气温的模拟值也存在一定的差异。CLM4-LISSS与Noah方案计算所得湖上2 m气温的模拟值与观测值的平均均方根误差分别为1.77和2.22℃,平均相关系数分别为0.88和0.84;模拟10 m风速的平均均方根误差分别为1.93和2.78 m/s,平均相关系数为0.72和0.68。太湖对周边城市热环境存在明显的影响。8月太湖对周边地区15时(北京时)近地层平均降温0.5—0.7℃,影响范围达60 km。06时太湖导致周边近地层平均升温达0.7—1℃,影响范围达50 km。湖风带来的冷空气抑制了城市热岛的垂直运动,在高温天气下使得苏州、无锡和常州城市地区昼间边界层下降高度可达300、400和100 m。无锡地区边界层内气温最高降幅可达0.5—0.7℃。通过选取无锡地区2015年8月28日高温小风天气作为背景条件,分析该地区湖风对城市热岛环流的影响机制。结果表明湖风能够破坏无锡地区的热岛环流结构,改变近地面热量和水汽的分布,抑制城市热岛的垂直发展,并影响至整个无锡地区。局地热力环流的变化对于局地气候以及污染物质的输送与扩散有可能产生重要影响,准确的湖泊陆面过程参数化方案对于天气预报、空气污染模拟,以及气候模拟研究等均具有重要意义。 展开更多
关键词 wrf模式 浅水湖泊陆面过程 城市热环境 参数化方案耦合
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