基于WRF模式的粤港澳大湾区大气数值模拟的多模式集合预报研究

论文摘要

人们日常出行、农副业收成和工业生产都与天气预报息息相关,但是无论是降水还是温度等气象要素的预报都存在一定的不确定性。随着预报系统和预报技术的不断发展,天气预报的不确定性也有所降低。其中,综合了多模式的不确定性而产生的集合系统越来越受到关注,也被用在了实际业务中。本文基于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境预报中心(NCEP)、日本气象厅(JMA)和中国气象局(CMA),四个数值预报中心每天12点报告的每日2m温度数据,使用多种插值方法,并进行降尺度修正和集合预报,建立降尺度的多模式集合预测模型。并通过包括广东,香港,澳门在内的粤港澳大湾区的案例研究评估了该模型的预报效果。本文主要研究工作及成果如下:(1)首先对四种不同的插值方法进行单中心模式的插值试验。经过对比,表明克里金插值(Kriging)的综合表现是四种插值方法中最好的。并且随着预报时效的延长,虽然四种插值方法的误差都会增加,但是克里金插值(Kriging)的优势依然明显。(2)通过统计降尺度有效地改进了各单中心模式直接插值预报的效果。随着预测时间的延长,即使在最长的预测时限内,其降尺度后的均方根误差也低于直接插值的均方根误差。(3)使用超集集合法,执行单中心模式降尺度的预测结果的多模式积分,结果表明多模式集成明显地改进了预报效果。(4)以粤港澳大湾区为实例,利用 WRF(Weather Research and Forecasting)模式结合动力降尺度和统计降尺度对粤港澳大湾区的温度进行模拟,多模式集合预报模型提高了粤港澳大湾区地面温度预报的准确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 研究目的和意义
•   1.2 国内外研究现状及综述
•     1.2.1 数值预报研究现状
•     1.2.2 降尺度研究现状
•     1.2.3 集合预报研究现状
•     1.2.4 WRF研究现状
•   1.3 课题研究内容及本人主要工作
•   1.4 本章小结
• 第2章 多模式集合预报模型研究
•   2.1 数据资料
•   2.2 多模式集合研究方案
•     2.2.1 单模式降尺度研究
•     2.2.2 超级集合预报研究
•   2.3 检验标准
•     2.3.1 均方根误差
•     2.3.2 BS评分
•   2.4 本章小结
• 第3章 单模式的降尺度预报研究
•   3.1 资料和方法
•     3.1.1 资料
•     3.1.2 方法
•   3.2 单模式直接插值研究
•     3.2.1 插值原理
•     3.2.2 插值结果对比
•   3.3 单模式降尺度插值研究
•     3.3.1 单模式降尺度研究
•     3.3.2 单模式降尺度插值结果检验
•   3.4 本章小结
• 第4章 多模式集合的降尺度研究
•   4.1 多模式集合方法
•   4.2 多模式集合的降尺度结果对比
•   4.3 多模式的降尺度预报模型评价
•     4.3.1 评价方法
•     4.3.2 评价结果
•   4.4 本章小结
• 第5章 粤港澳大湾区温度的降尺度集合预报研究
•   5.1 WRF模式与方案选择
•     5.1.1 WRF模式介绍
•     5.1.2 方案选择
•   5.2 降尺度修订
•   5.3 多模式集合
•   5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 庆亚敏

导师: 王默玉

关键词: 插值,降尺度,集合预报

来源: 华北电力大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 华北电力大学(北京)

分类号: P45

DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2019.000845

总页数: 57

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