降尺度,升精度

发布时间: 2020-11-04 09:48:36    来源:原创

随着计算机科学的快速发展,数值模式已经成为预估未来天气、气候状态的主要工具。数值天气预报也成为了气象预报的主要方法之一。但是由于计算成本、物理过程参数化等方面的限制,目前数值模式输出的预报场空间分辨率较低,很难对小区域气象要素作出精确的预报。弥补以上不足,主要有两种方法:一是提高数值模式的空间分辨率,二是利用降尺度技术。其中,提高模式分辨率,意味着成倍增长的计算成本,所以相对经济的降尺度技术就成为了满足对区域,特别是具有独特地理位置和地形特征的区域,气象要素预报需求的更优方法。


降尺度技术主要可分为统计降尺度和动力降尺度。统计降尺度是在大尺度预报因子和区域预报因子间,建立统计关系,其计算成本较小。但是这种方法是建立在大量的观测资料基础上统计出的规律,过于依赖观测资料,统计得到的规律也会受到局部因素的限制,使用过程中存在局限性。而动力降尺度是建立在大尺度要素和区域要素之间的非线性关系上,考虑了由于地形、土地利用类型等产生的具体特征。由于其建立在确定的物理基础上,物理意义明确,适用性更强。目前动力降尺度技术在气象、水文、农业等方面的研究中得当了广泛的应用。特别是在气象要素的精细化研究中,具有十分广泛的应用前景。更精细化的气象要素场,可以直接或间接地为能源、农业等行业的发展提供有力的支撑。例如对风场的降尺度应用,可以用于评估区域风能资源;也可以提高区域风场预报效果,降低大风灾害。


随着国家政策的倡导,新能源的概念逐渐走入大家的视线。风能作为一种可再生的清洁能源,其储量大、分布广,对其进行有效地开发,可以提高我国清洁能源的使用率,同时达到降低资源消耗,保护环境的目的。尤其对于远离电网分布的海岛、山区、草原、荒漠等交通不便的地方,风能为人们生活、生产提供了保障。动力降尺度技术结合高程和土地利用类型数据可以很好的模拟出局地的风场密度,实现对数值预报场在特定区域精度的提升,从而满足对凤能源的评价分析要求。同样,由于与实际地形、下垫面类型更紧密的结合,动力降尺度之后的风场的时空分辨率得到了进一步的提高,且更加贴近实际风场,对风场的精细化预报具有重要的参考价值,也为风灾的防范与抢险救灾工作提供了指导意义。


南京满星公司即将推出的结合动力降尺度技术的风场资料,可以有效地应用于风能开发、风电机组维护、农林业风灾预防等方面,更好地满足气象及其他各行业对高精度风场资料的需求。