[发明专利]电网暴雨数值模式参数化方案的快速选择方法及系统

说明书

本发明公开了一种电网暴雨数值模式参数化方案的快速选择方法及系统，包括：确定模拟区域，根据模拟区域的经纬度位置、典型气候类型确定备选的参数化方案集；根据预报区域的历年逐日降水数据，确定预报区域典型降水分布特征；获取每个降水事件发生前几天的数值预报模式的预报初始场和边界场数据；采用单一变量法，每次只改变一个参数化方案的参数，利用该参数化集合对不同典型降水类型的降水事件进行模拟；将模拟结果与对应的地面气象台站降水观测数据进行对比，得到模拟结果的准确性评分；根据模拟结果的准确性评分，确定电网暴雨数值模式最优参数方案集合，供电网暴雨业务预报时快速选择。本发明可满足电网暴雨数值预报需求。

技术领域

本发明涉及电网防护领域，尤其涉及基于典型降水模拟的电网暴雨数值模式参数化方案的快速选择方法及系统。

背景技术

近年来，中国电网迅速发展，电网系统运行电压等级不断提高，电网规模不断扩大，电网遭受气象灾害的频次越来越多，影响越来越严重。根据电力企业统计，目前98％的电网故障是因为气象灾害造成的，电力气象灾害已经成为了电网企业重点关注的方向之一。越来越多单位开始研究开发用于电网的气象数值预报模式，气象数值预报模式中参数方案选择是决定模式预报效果的一个重要环节，目前数值模式中参数化过程包括云微物理过程、积云对流参数化、辐射传输参数化、边界层参数化、陆面过程参数化等等，每种参数化过程中至少有4-5个常用的参数化方案，不同参数化方案对预报结果影响不同。

目前气象上数值预报模式参数化方案选择，要考虑模式对晴天、雨天、多云、阴天等全部天气的预报能力，要对不同天气条件进行长时间、大量模拟计算，需要大量气象基础数据、模式计算量大、模式效果评估复杂，而用于电力的数值预报模式更加关注其对极端灾害天气的预报能力，特别是雨季期间，数值预报模式对暴雨预报能力。因此电网暴雨数值模式参数化方案选择和常规气象用数值模式参数化方案选择具有一定差异。

针对这个问题，本发明提出一种基于典型降水模拟的电网暴雨数值模式参数化方案快速选择方法。

发明内容

本发明提供了一种电网暴雨数值模式参数化方案的快速选择方法及系统，用以解决目前电网暴雨数值模式参数化方案计算量大、效果评估复杂以及未侧重对暴雨预报能力的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种电网暴雨数值模式参数化方案的快速选择方法，包括以下步骤：

确定模拟区域和模拟使用的数值预报模式，根据模拟区域的经纬度位置、典型气候类型和数值预报模式确定备选的参数化方案集，参数化方案集中包含需要参数化的物理过程和每种物理过程的备选参数化方案。(例如需要参数化的物理过程包含云微物理过程、积云对流过程、辐射传输过程、边界层过程共四种；云微物理过程参数化方案包括三种备选参数化方案，积云对流过程参数化方案包括三种备选参数化方案，辐射传输过程参数化方案包括两种备选参数化方案，边界层过程参数化方案包括三种备选参数化方案，则备选的参数化方案集种共有3*3*2*3＝54种组合)。

根据预报区域的历年逐日降水数据，利用旋转经验正交函数分析方法，确定预报区域典型降水分布特征；获取每种典型降水类型的至少三个降水事件发生前几天的数值预报模式的预报初始场和边界场数据；

根据预报初始场和边界场数据，采用单一变量法，每次只改变一种物理过程的一种参数化方案，然后利用该参数化集对不同典型降水类型的降水事件进行模拟；

将模拟结果与对应的地面气象台站降水观测数据进行对比，得到模拟结果的准确性评分；

根据模拟结果的准确性评分，确定电网暴雨数值模式最优参数方案集合，供电网暴雨业务预报时快速选择。

优选地，模拟结果的准确性评分，包括降水范围、降水强度和降水持续时间三个降水要素的评分，每个要素的权重为1/3。