[发明专利]一种复杂山地下垫面大风的模拟方法及装置

权利要求书

1.一种复杂山地下垫面大风的模拟方法，其特征在于，包括：

建立高分辨率地表数据集，根据所述高分辨率地表数据集确定下边界参数；

根据所述下边界参数，确定下垫面动力学粗糙度参数和热力学粗糙度参数；

获取观测数据；以及，根据所述观测数据、高分辨率地表数据集、下边界参数、下垫面动力学粗糙度参数和热力学粗糙度参数，利用WRF模式进行风场模拟，建立WRF模拟预报系统；其中，所述观测数据包括：观测风场、气象数据和地理数据；

根据所述观测数据、高分辨率地表数据集、下边界参数、下垫面动力学粗糙度参数和热力学粗糙度参数，利用大涡模式进行湍流模拟，建立大涡模拟预报系统；

根据所述WRF模拟预报系统和大涡模拟预报系统，建立风场精细化预测系统；

根据所述风场精细化预测系统，得到近地层风场平均分布图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立高分辨率地表数据集的过程包括：

获取数字地形高程模型、TM影像数据、土地利用类型、地表反照率、叶面积指数和植被覆盖指数；

根据所述植被覆盖指数，得到植被覆盖度；

对所述TM影像数据、地表反照率和叶面积指数进行剔除无效数据处理，得到TM影像数据、地表反照率和叶面积指数的有效数据；

根据所述TM影像数据、地表反照率和叶面积指数的有效数据修正土地利用类型；

根据所述修正后的土地利用类型、数字地形高程模型、TM影像数据的有效数据、地表反照率的有效数据、叶面积指数的有效数据和植被覆盖度，建立基础数据库；

确定WRF模式的地球投影类型、时间分辨率和空间分辨率；将所述基础数据库、WRF模式的地球投影类型、时间分辨率和空间分辨率进行数据转换处理，得到高分辨率地表数据集。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据下边界参数，确定下垫面动力学粗糙度参数和热力学粗糙度参数的过程，包括：

根据所述下边界参数，利用风洞试验，建立等比模型，与模拟风速对比，得到下垫面动力学粗糙度参数；

根据所述高分辨率地表数据集，利用涡动系统进行分析，得到下垫面热力学粗糙度参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用WRF模式进行风场模拟的过程，包括：

根据嵌套模拟处理方法，确定模拟方案；

根据下边界参数，对地表反照率、植被覆盖度和叶表面指数进行实时更新，利用所述模拟方案模拟风场分布；

利用WRF同化方法，对所述模拟后的风场分布进行同化观测数据处理，得到输出模拟风场；

对比所述输出模拟风场和观测风场，利用订正处理方法，建立WRF模拟预报系统。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述建立WRF模拟预报系统的过程，包括：

根据降尺度模型，对所述输出模拟风场进行降尺度处理；

根据所述降尺度处理后的输出模拟风场和观测风场，利用线性回归方法进行对比，得到近地层大风分布图，建立WRF模拟预报系统。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用大涡模式进行湍流模拟，建立大涡模拟预报系统的过程，包括：

根据所述观测数据、高分辨率地表数据集、下边界参数、下垫面动力学粗糙度参数和热力学粗糙度参数，利用一阶湍流闭合方案进行大气湍流模拟；

根据所述大气湍流模拟的结果得到多个湍流混合强度分布；

将多个所述湍流混合强度分布，利用三维大涡模式进行数值计算，得到微气象数据；其中，所述微气象数据包括温度、湿度、压强、风速和风向；

根据所述微气象数据建立大涡模拟预报系统。