专利名称：一种提高气象环境数值模拟准确率的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高气象环境数值模式下垫面地-气之间通量计算准确率的方法，具体涉及一种提高气象环境数值模拟准确率的方法。
背景技术：
气象环境数值模式需要给定下垫面地表的有效粗糙度和有效零平面位移等有效空气动力学参数，由于数值模式分辨率不可能无限制提高，每个模式网格内都可能包括多种地表类型，而每个模式网格每种空气动力学参数只能选定一个值，即能综合考虑不同类型作用的有效空气动力学参数，即有效粗糙度和有效零平面位移。国际上自二十世纪八十年代以来，由于数值模式需要考虑下垫面地表非均勻性的需求，发展了多种有效粗糙度计算方法，主要有对数加权平均法、κ-ε模式法、微尺度模式回归法等(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)。这些方法基本上都是根据下垫面地表几何特性设计有效粗糙度计算方法，未能考虑气象数值模式在计算地-气之间交换中所采用的大气边界层动力学约束关系，并且有效零平面位移的计算没有提出合理的方法，只能直接采用加权平均方法计算，所得到的有效粗糙度和有效零平面位移之间没有建立起动力学联系，不能准确考虑地-气相互作用计算中物理量的守恒性约束关系。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种提高气象环境数值模拟准确率的方法，可以提高气象环境数值模拟的准确率。为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现本发明包括以下几个步骤步骤(1)由于数值模式网格区域内用有效粗糙度和有效零平面位移计算的湍流通量与数值模式网格区域内用每种下垫面地表类型计算的湍流通量之和相等，则有
权利要求
1. 一种提高气象环境数值模拟准确率的方法，其特征在于，包括以下几个步骤步骤⑴由于数值模式网格区域内用有效粗糙度和有效零平面位移计算的湍流通量与数值模式网格区域内用每种下垫面地表类型计算的湍流通量之和相等，则有
2.根据权利要求1所述的提高气象环境数值模拟准确率的方法，其特征在于，还包括在所述步骤(1)之前根据Monin-ObuWiov相似原理，计算出总体Richardson数Ri,
3.根据权利要求2所述的提高气象环境数值模拟准确率的方法，其特征在于，在计算出Ri > O的情况下所述动量影响函数Vn^P热量影响函数Vh的表达式分别为
5.根据权利要求4所述的提高气象环境数值模拟准确率的方法，其特征在于，在计算出Ri > 0的情况下最后，对(11)式和(13a)式采用迭代法即可求出数值模式网格区域内非均勻地表的有效粗糙度zf和有效零平面位移《# ； 在计算出氏< 0的情况下最后，对(11)式和(13b)式采用迭代法即可求出数值模式网格区域内非均勻地表的有效粗糙度zf和有效零平面位移《#。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的提高气象环境数值模拟准确率的方法，其特征在于，所述气象数值模式采用的是^5、WRF、ECMWF、RegCM3、CCM3、FG0ALS和BCC_CSM中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种提高气象环境数值模拟准确率的方法，气象环境数值模式网格区域内用有效粗糙度和有效零平面位移计算的湍流通量与数值模式网格区域内用每种下垫面地表类型计算的湍流通量之和相等，得到(11)式；数值模式网格区域内用有效粗糙度和有效零平面位移计算的空气总质量与数值模式网格区域内用每种下垫面地表类型计算的空气质量加权求和值相等，得(12)式，(12)式经过积分得到原函数形式(13)式；可求出数值模式网格区域内非均匀地表的有效粗糙度和有效零平面位移将大气初始场和侧边界强迫场导入气象环境数值模式，然后再将和导入数值模式，得到数值模拟结果。提高气象环境数值模拟的准确率，可供环境评价和风能利用使用。
文档编号G06F19/00GK102521487SQ20111038272
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者卢伟, 孙源, 宋帅, 张波, 张耀存, 杨玉震, 钟中 申请人:中国人民解放军理工大学