渤海海面风场数值模拟与预报研究

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1、渤海海面风场数值模拟与预报研究谨以此论文献予所有给予我关心和帮助的老师、朋友-----------------薄文波1万方数据2万方数据3万方数据渤海海面风场数值模拟与预报研究渤海海面风场数值模拟与预报研究中文摘要渤海为近封闭的浅海，地理环境特殊，一年四季都会出现大风天气，由气旋、寒潮和冷空气造成的渤海海面大风，对船只、海港工程建筑、沿岸经济等都会造成严重影响。采用数值模式是客观预报渤海海面风的一种重要手段。本文基于WRF中尺度数值模式，利用NCEP全球预报场提供初始背景场与时变边界条件，采用3DVAR同化GTS等各

2、种观测数据改进初始场，构建了一个渤海海域的海面风场模拟与预报系统。系统采用了双重嵌套，分辨率较粗的区域（30km，格点数80×80）能够涵盖整个影响中国近海的天气系统和未来48小时影响渤海上游天气系统，而分辨率较高的区域（10km，格点数100×100）针对渤海区域的天气系统进行高分辨率设置。通过系统的实际运行，我们发现运算结果虽然利用3DVAR同化了大量陆地观测数据，但是由于海上观测数据严重匮乏造成初始场不够准确，导致数值模拟和预报的海面风往往与真实风场存在一定差距。为了满足实际需要，本文采用了Cressman逐步

3、订正方法，利用渤海沿岸及岛屿观测站对预报海面风场进行了订正。为检验订正效果，本文利用渤海海域的海面风场预报系统2010年7-8月的预报结果，在塘沽、绥中、龙口三个观测站点处进行了检验分析，结果表明三站订正后风速与风向保证率皆提高约9%，分别达到了82%与72%，订正后的海面风场更接近实际。研究结果为建立渤海风场业务化保障系统奠定了基础。论文内容分为六章。第一章概述了渤海海面风场数值模拟与预报的意义。简略介绍了海面风场预报的现状。第二章介绍了整体思路、海面风场数值模型。第三章介绍渤海海面风场数值模拟与预报研究中资料的分

4、析与初始场建立。第四章介绍渤海海面风场数值模拟与预报软件系统的设计思路和功能。第五章对软件系统进行了测试，并对计算结果进行了检验、分析。第六章对本文工作作了总结，指出今后研究工作的重点。关键词：海面风预报系统；逐步订正方法；保证率；渤海；海面风4万方数据渤海海面风场数值模拟与预报研究NumericalSimulationsandPredictionsoftheBohaiSeaSurfaceWindsAbstractTheBohaiSeaisanearlyclosedshallowseawithstrongwindsa

5、llthroughtheyear.ThestrongSeaSurfaceWinds(SSWs)overtheseacausedbycyclones,coldwavesandclodairwillresultinseriousinfluencetotheboatsandships,theharborengineeringbuildings,thelittoraleconomy,andsoon.Thenumericalsimulationisakindofimportantmeansfortheforecastofthe

6、SSWsovertheBohaiSea.Inthispaper,asimulationandpredictionsystemofSSWsfortheBohaiSeaareasisestablishedbasedontheWeatherResearchandForecast(WRF)mesoscalemodelbyusingtheNationalCentersforEnvironmentalPrediction(NCEP)toprovidetheinitialbackgroundfieldsandtime-depend

7、entboundaryconditionsandapplyingvariousobservationdatasuchas3DVARassimilatingwiththeGlobalTelecommunicationSystem(GTS)tooptimizetheinitialfields.Inthedoublynestedsystem,theareawithlowresolution(30km,meshsize80×80)cancoverthewholeweathersystemaffectingcoastalwat

8、ersofChinaandtheweathersystemaffectingtheBohaiSeaupstreaminthenext48hours;theareawithhighresolution(10km,meshsize100×100)conductsthehighresolutionsettingfortheweathersystemo