【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数值预报模式，尤其涉及一种改进wrf数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法。
技术介绍
1、东亚复杂的山脉和丘陵地区气象灾害多发，山区强降水所引发的山洪、滑坡、泥石流等灾害对经济和社会构成了严重威胁，例如：山区出现持续时间长、降水量大、短时降雨极强的特大暴雨过程，山区暴雨坡面汇流流速大，致使河水暴涨，导致大量积水倒灌，同时城区排水系统受河道高水位顶托。因此，准确预报山区强降水以及所引发的山洪可以为灾害预报预警提供重要依据。中小尺度天气系统引起的强降水天气的产生和演变在很大程度上受陆面过程影响（翟国庆等，1997；董佩明等，1999；赵鸣等，2003；zhao et al.,2006；陈海山等，2014，2022；吴捷等，2023）。陆面过程模式作为数值预报模式的下边界，反映了大气与陆面之间的动量、热量和水分交换（陈德辉等，2004；戴永久，2020），并通过影响地表热量和水分分配，对区域地表能量和水分平衡产生影响。由于陆面过程在中尺度气象模式、大气环流模式、天气预报模式、气候预测模式中具有十分重要的作用（陶诗言，1980；丁一汇，1991；刘树华等，2013），因而发展陆面过程参数化方案一直是数值预报模式的核心技术之一。
2、许多陆面过程模式已经被研发出来，且被广泛应用于全球和区域数值预报模式，包括生物圈－大气传输模式（bats），简化生物圈模式（sib），iap94，noah，noah-mp和clm等（dickinson et al.,1986；sellers et al.,1986;daietal.
技术实现思路
1、本专利技术至少一个方面的优点将在下面的描述中部分地被阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本公开的主题来获取。
2、本专利技术公开了一种改进wrf数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，包括：
3、将数值预报对应的地域划分为若干陆面网格；
4、所述陆面网格对应的地表径流信息按照如下方法计算：
5、基于水位坡度、地表粗糙度和积水深度确定陆面网格的单宽流量；
6、基于陆面网格的单宽流量确定陆面网格的坡面流信息；
7、基于陆面网格的坡面流信息确定陆面网格的积水深度；
8、基于陆面网格的地面水量，确定下渗速率。
9、根据本专利技术的一个实施例，所述陆面网格和wrf区域模式的网格尺度一致。
10、根据本专利技术的一个实施例，所述网格尺度与wrf区域模式的1km、3km、9km分辨率分别一致。
11、根据本专利技术的一个实施例，所述单宽流量通过如下方式确定：
12、基于陆面网格所配置的地形高度、积水深度和格距，确定待计算陆面网格和相邻陆面网格的网格间坡度；
13、在坡度大于0时，基于地表粗糙度、网格间坡度和地表积水深度确定待计算陆面网格至相邻陆面网格的单宽流量。
14、根据本专利技术的一个实施例，所述相邻陆面网格包括和待计算陆面网格经向和/或纬向直接相邻的格点；
15、且在网格间坡度为非正值时，单宽流量为0。
16、根据本专利技术的一个实施例，所述坡面流信息按照如下方式确定：
17、获取待计算陆面网格和相邻陆面网格之间的各向径流量，基于各向径流量之和获得待计算陆面网格的坡面径流；
18、所述各向径流量为相邻陆面网格流至待计算陆面网格径流的地表径流。
19、根据本专利技术的一个实施例，所述下渗速率按照如下的方式确定：
20、在单位时间的有效降水量和坡面径流之差小于最大下渗速率时，下渗速率为在单位时间的有效降水量和坡面径流之差；
21、在单位时间的有效降水量和坡面径流之差不小于最大下渗速率时，下渗速率为最大下渗速率。
22、根据本专利技术的一个实施例，所述积水深度按照如下方式确定：
23、基于单位时间内的有效降水量和待计算陆面网格的流出量和时间步长，确定待计算陆面网格的水深变化量；
24、基于水深变化量和上一时刻的积水深度，确定当前积水深度。
25、根据本专利技术的一个实施例，使用wrf模型对降水过程进行模拟，获得降水区域和降水强度。
26、根据本专利技术的一个实施例，使用wrf模型对土壤湿度进行模拟，获得模拟土壤湿度。
27、本专利技术通过在数值预报模式的网格尺度上引入坡流动力过程对传统的径流计算参数化方案进行改进，降低了现有数值预报模式表述复杂地形区域的陆气相互作用不确定性。
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1.一种改进WRF数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种改进WRF数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，所述陆面网格和WRF区域模式的网格尺度一致。
3.如权利要求2所述的一种改进WRF数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，所述网格尺度与WRF区域模式的1km、3km、9km分辨率分别一致。
4.如权利要求1所述的一种改进WRF数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，所述单宽流量通过如下方式确定：
5.如权利要求4所述的一种改进WRF数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，所述相邻陆面网格包括和待计算陆面网格经向和/或纬向直接相邻的格点；
6.如权利要求1所述的一种改进WRF数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，所述坡面流信息按照如下方式确定：
7.如权利要求1所述的一种改进WRF数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，所述下渗速率按照如下的方式确定：
8.如权利要求1所述
9.如权利要求1所述的一种改进WRF数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，使用WRF模型对降水过程进行模拟，获得降水区域和降水强度。
10.如权利要求1所述的一种改进WRF数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，使用WRF模型对土壤湿度进行模拟，获得模拟土壤湿度。
...【技术特征摘要】
1.一种改进wrf数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种改进wrf数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，所述陆面网格和wrf区域模式的网格尺度一致。
3.如权利要求2所述的一种改进wrf数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，所述网格尺度与wrf区域模式的1km、3km、9km分辨率分别一致。
4.如权利要求1所述的一种改进wrf数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，所述单宽流量通过如下方式确定：
5.如权利要求4所述的一种改进wrf数值预报模式网格尺度地表径流计算的方法，其特征在于，所述相邻陆面网格包括和待计算陆面网格经向和/或纬向直接相邻的格点；
【专利技术属性】
技术研发人员：赵平，贾春辉，廖荣伟，黄诚诚，苗世光，王迎春，
申请(专利权)人：中国气象科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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