專利名稱：一種提高氣象環(huán)境數(shù)值模擬準確率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高氣象環(huán)境數(shù)值模式下墊面地-氣之間通量計算準確率的方法，具體涉及一種提高氣象環(huán)境數(shù)值模擬準確率的方法。
背景技術(shù)：
氣象環(huán)境數(shù)值模式需要給定下墊面地表的有效粗糙度和有效零平面位移等有效空氣動力學(xué)參數(shù)，由于數(shù)值模式分辨率不可能無限制提高，每個模式網(wǎng)格內(nèi)都可能包括多種地表類型，而每個模式網(wǎng)格每種空氣動力學(xué)參數(shù)只能選定一個值，即能綜合考慮不同類型作用的有效空氣動力學(xué)參數(shù)，即有效粗糙度和有效零平面位移。國際上自二十世紀八十年代以來，由于數(shù)值模式需要考慮下墊面地表非均勻性的需求，發(fā)展了多種有效粗糙度計算方法，主要有對數(shù)加權(quán)平均法、κ-ε模式法、微尺度模式回歸法等(Kondo and Yamazawa 1986 ；Andre and Blondin 1986 ；Taylor 1987 ；Mason 1988 ；Claussen 1990,1991 ；Vihma and Savijarvi 1991 ；Wood and Mason 1991 ；Schmid and Bunzli 1995 ；Hasager and Jensen 1999)。這些方法基本上都是根據(jù)下墊面地表幾何特性設(shè)計有效粗糙度計算方法，未能考慮氣象數(shù)值模式在計算地-氣之間交換中所采用的大氣邊界層動力學(xué)約束關(guān)系，并且有效零平面位移的計算沒有提出合理的方法，只能直接采用加權(quán)平均方法計算，所得到的有效粗糙度和有效零平面位移之間沒有建立起動力學(xué)聯(lián)系，不能準確考慮地-氣相互作用計算中物理量的守恒性約束關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種提高氣象環(huán)境數(shù)值模擬準確率的方法，可以提高氣象環(huán)境數(shù)值模擬的準確率。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)本發(fā)明包括以下幾個步驟步驟(1)由于數(shù)值模式網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)用有效粗糙度和有效零平面位移計算的湍流通量與數(shù)值模式網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)用每種下墊面地表類型計算的湍流通量之和相等，則有
權(quán)利要求
1. 一種提高氣象環(huán)境數(shù)值模擬準確率的方法，其特征在于，包括以下幾個步驟步驟⑴由于數(shù)值模式網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)用有效粗糙度和有效零平面位移計算的湍流通量與數(shù)值模式網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)用每種下墊面地表類型計算的湍流通量之和相等，則有
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高氣象環(huán)境數(shù)值模擬準確率的方法，其特征在于，還包括在所述步驟(1)之前根據(jù)Monin-ObuWiov相似原理，計算出總體Richardson數(shù)Ri,
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高氣象環(huán)境數(shù)值模擬準確率的方法，其特征在于，在計算出Ri > O的情況下所述動量影響函數(shù)Vn^P熱量影響函數(shù)Vh的表達式分別為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提高氣象環(huán)境數(shù)值模擬準確率的方法，其特征在于，在計算出Ri > 0的情況下最后，對(11)式和(13a)式采用迭代法即可求出數(shù)值模式網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)非均勻地表的有效粗糙度zf和有效零平面位移《# ； 在計算出氏< 0的情況下最后，對(11)式和(13b)式采用迭代法即可求出數(shù)值模式網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)非均勻地表的有效粗糙度zf和有效零平面位移《#。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的提高氣象環(huán)境數(shù)值模擬準確率的方法，其特征在于，所述氣象數(shù)值模式采用的是^5、WRF、ECMWF、RegCM3、CCM3、FG0ALS和BCC_CSM中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高氣象環(huán)境數(shù)值模擬準確率的方法，氣象環(huán)境數(shù)值模式網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)用有效粗糙度和有效零平面位移計算的湍流通量與數(shù)值模式網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)用每種下墊面地表類型計算的湍流通量之和相等，得到(11)式；數(shù)值模式網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)用有效粗糙度和有效零平面位移計算的空氣總質(zhì)量與數(shù)值模式網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)用每種下墊面地表類型計算的空氣質(zhì)量加權(quán)求和值相等，得(12)式，(12)式經(jīng)過積分得到原函數(shù)形式(13)式；可求出數(shù)值模式網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)非均勻地表的有效粗糙度和有效零平面位移將大氣初始場和側(cè)邊界強迫場導(dǎo)入氣象環(huán)境數(shù)值模式，然后再將和導(dǎo)入數(shù)值模式，得到數(shù)值模擬結(jié)果。提高氣象環(huán)境數(shù)值模擬的準確率，可供環(huán)境評價和風(fēng)能利用使用。
文檔編號G06F19/00GK102521487SQ20111038272
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者盧偉, 孫源, 宋帥, 張波, 張耀存, 楊玉震, 鐘中 申請人:中國人民解放軍理工大學(xué)