一种基于数据同化的陆气双向耦合不间断径流智能预报方法技术

本发明专利技术涉及径流模拟与预报技术领域，具体地说是一种基于数据同化的陆气双向耦合不间断径流智能预报方法，基于数据同化的

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据同化的陆气双向耦合不间断径流智能预报方法


[0001]本专利技术涉及径流模拟与预报
，具体地说是一种基于数据同化的陆气双向耦合不间断径流智能预报方法
。

技术介绍

[0002]相关文献证明
WRF
‑
Hydro
与大气模式的双向耦合能够更好地实现对大气关键要素和陆面水文过程的精准描述，体现陆气反馈机制
。
但由于暴雨的发生机制非常复杂，中尺度大气模式还无法准确预报出暴雨的发生时间
、
位置和雨量，给暴雨引发的洪涝灾害预报预警带来了挑战
。
[0003]相关文献出处：
[0004]Zhang Z,Arnault J,Laux P,et al.Diurnal cycle ofsurface energy fluxes in high mountain terrain:High
‑
resolution fully coupled atmosphere
‑
hydrology modeling and impact oflateral flow[J].Hydrological Processes,2021,35。
[0005]Fersch B,Senatore A,Adler B,et al.High
‑
resolution fully coupled atmospheric
‑
hydrological modeling:a cross
‑
compartment regional water and energy cycle evaluation[J].Hydrology and Earth System Sciences,2020,24(5):2457
‑
2481。
[0006]数据同化技术可以有效修正模式的全球初始场和侧边界条件中存在的误差，是降雨预报实时校正的有效方法
。
尤其随着遥感探测技术的发展，以天气雷达为主导的多源高效数据同化方法，为进一步降雨预报实时校正提供了可能，但现有技术中，陆气双向耦合与数据同化的结合尚处于空白阶段
。
[0007]因此需要设计一种基于数据同化的陆气双向耦合不间断径流智能预报方法，同时考虑双向耦合的要素反馈和数据同化对背景场
、
侧边界条件的修正，所采用的方法可有效提高径流的预报精度，延长预见期
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种基于数据同化的陆气双向耦合不间断径流智能预报方法，同时考虑双向耦合的要素反馈和数据同化对背景场
、
侧边界条件的修正，所采用的方法可有效提高径流的预报精度，延长预见期
。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术提供一种基于数据同化的陆气双向耦合不间断径流智能预报方法，包括以下步骤：
[0010]S1
，基于数据同化的
WRF
模式气象结果及
restart
文件输出；
[0011]S2
，
WRF/WRF
‑
Hydro
双向耦合模式的构建；
[0012]S3
，编辑双向耦合预报系统属性表；
[0013]S4
，通过
restart
文件驱动不间断各时段
WRF/WRF
‑
Hydro
双向耦合模式；
[0014]S5
，取所述
S4
中每个运行时段下第一时段径流预报结果；
[0015]S6
，通过所述
S4
‑
S5
步骤，发布全时段预报径流结果
。
[0016]S1
中构建基于数据同化的
WRF
‑
3DVAR
同化系统，输出气象要素
。
[0017]S1
在每时段末输出
restart
文件，
restart
文件包含基于数据同化的下一时刻所需的背景场和侧边界条件
。
[0018]S2
在每个积分时间步长内
WRF
生成的气象数据都驱动陆面水文过程，陆面水文过程的变量不断更新并重新纠正
WRF
的下边界数据从而影响
WRF
生成的气象输出
。
[0019]S3
通过编辑双向耦合预报系统的属性表，将属性表中的
start_*
时间设置为
restart
文件的时间，同时设置
restart
＝
.ture。
[0020]S6
中将每个第一时段径流结果组成基于逐小时数据同化的
WRF/WRF
‑
Hydro
双向耦合径流预报结果
。
[0021]本专利技术的有益技术效果在于：
[0022]可以将观测数据和陆气双向反馈机制结合，更加合理的展现陆气耦合与反馈机制，公布的径流预报结果更具客观性
。
[0023]本专利技术同时考虑天气雷达对云雨系统的探测能力和获取瞬时降雨信息的优势及双向耦合模式中陆
‑
气的相互反馈机制，以充分提高降雨
‑
径流的预报精度，延长预见期，主要用于气象
、
水利等部门开展的多模式耦合径流预报工作
。
附图说明
[0024]图1为本专利技术全时段预报径流结果流程示意图
。
[0025]图2为本专利技术
WRF/WRF
‑
Hydro
双向耦合预报系统构建示意图
。
[0026]图3为本专利技术基于数据同化的陆气双向耦合不间断智能系统示意图
。
具体实施方式
[0027]参见图1～3，本专利技术提供一种基于数据同化的陆气双向耦合不间断径流智能预报方法，包括以下步骤
(
如图1所示
)
：
[0028]1、
基于数据同化的
WRF
模式气象结果及
restart
文件输出
。
通过
namel ist.input
属性表中设置
restart_interval(
单位分钟
)
创建
restart
文件，这样在运行
WRF
后，除产生
wrfoutput_*
外
(
气象结果文件
)
，将产生
wrfrst_*
文件
(
即
restart
文件
)。
[0029]2、WRF/WRF
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于数据同化的陆气双向耦合不间断径流智能预报方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
，基于数据同化的
WRF
模式气象结果及
restart
文件输出；
S2
，
WRF/WRF
‑
Hydro
双向耦合模式的构建；
S3
，编辑双向耦合预报系统属性表；
S4
，通过
restart
文件驱动不间断各时段
WRF/WRF
‑
Hydro
双向耦合模式；
S5
，取所述
S4
中每个运行时段下第一时段径流预报结果；
S6
，通过所述
S4
‑
S5
步骤，发布全时段预报径流结果
。2.
根据权利要求1所述的基于数据同化的陆气双向耦合不间断径流智能预报方法，其特征在于，所述
S1
中构建基于数据同化的
WRF
‑
3DVAR
同化系统，输出气象要素
。3.
根据权利要求1所述的基于数据同化的陆气双向耦合不间断径流智能预报方法，其特征在于，所述<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昱辰，刘佳，刘录三，李传哲，王瑜，刘云龙，吕书丛，胡晓坤，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：