[发明专利]一种基于WRF土地覆被数据置换的风暴潮模拟方法

说明书

本发明提出了一种基于WRF土地覆被数据置换的风暴潮模拟方法，包括以下步骤：S1，利用ArcGIS处理要置换的土地覆被数据；S2，在WRF模式中的预处理模块中处理土地覆被资料；S3，运行WRF获得模拟风场数据；S4，建立SWAN波浪模型和ADCIRC水动力模型；S5，将置换土地覆被数据后的模拟风场数据分别提供给SWAN波浪模型和ADCIRC水动力模型；S6，将SWAN模型模拟得到的波浪辐射应力输入ADCIRC模型；S7，使用ADCIRC模型进行风暴潮模拟。本发明综合使用了WRF‑SWAN‑ADCIRC耦合模型，可用于对海口湾地区风暴潮的模拟，置换了WRF中过时的内置土地覆被数据，提高了对风暴潮模拟的准确性。

技术领域

本发明属于近海工程技术领域，主要涉及到基于WRF土地覆被数据置换的风暴潮模拟方法。

背景技术

我国是世界上遭受台风灾害最严重的国家之一，平均每年约有7～8个台风登陆，台风过程带来的大风、大浪给近海沿岸带来了巨大的灾害。对台风及风暴潮的准确预报和模拟可以帮助预测极端高水位，减小台风灾害造成的损失，具有重要的实际意义。风暴潮模拟效果受输入的风场驱动数据影响较大，因此如何获取更精确的风场模拟数据是风暴潮模拟的关键。

现有的较先进的风场模拟技术中，WRF模式（Weather Research and ForecastingModel，天气预报模式）作为NCEP的业务预报模式，目前已经取得较为广泛的应用，中尺度大气模式WRF适用范围广、功能丰富、可与多模型耦合，使用WRF模拟风场已成为台风风场模拟的有效手段之一。基于能量平衡方程的SWAN波浪模型，作为第三代浅海海浪模型，可以计算近岸波浪的要素变化，同时可以包含波浪的生长、消散以及波浪破碎和底部摩擦等各物理过程，因此已经得到了广泛的应用。

WRF虽然使用较为广泛且有可靠性，但是其内置土地覆被数据由于时间较为久远而不符合研究区域的实际情况，因此为WRF置换更为准确的土地覆被资料尤为重要。

发明内容

本发明提出了一种通过置换WRF中内置土地覆被数据对海口湾地区的台风风暴潮的模拟方法，提高了对风暴潮模拟的准确性，有助于对风暴潮潮位时间序列更好的模拟和预测。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

一种基于WRF土地覆被数据置换的风暴潮模拟方法，包括以下步骤：

S1、利用ArcGIS处理要置换的土地覆被数据；

S2、在WRF模式中的预处理模块WPS中处理土地覆被数据；

S3、运行WRF获得模拟风场数据；

S4、建立SWAN波浪模型和ADCIRC水动力模型；

S5、将置换土地覆被数据后的模拟风场数据分别提供给SWAN波浪模型和ADCIRC水动力模型，在SWAN波浪模型中获得波浪辐射应力数据；

S6、将SWAN波浪模型模拟得到的波浪辐射应力输入ADCIRC水动力模型；

S7、使用ADCIRC水动力模型进行风暴潮模拟，输出风暴潮模拟数据，得到风暴潮模拟结果。

进一步的，本发明所提出的一种基于WRF土地覆被数据置换的风暴潮模拟方法，所述步骤S1利用ArcGIS处理要置换的土地覆被数据，所述土地覆被数据具体指想要置换并替代WRF模式中内置静态资料的数据，该土地覆被数据应最接近研究区域的统计年鉴与调查结果。

进一步的，本发明所提出的一种基于WRF土地覆被数据置换的风暴潮模拟方法，置换操作包括：

（1）使用ArcMap中的矢量转栅格工具进行格式转化；

（2）使用投影格式转换工具对土地覆被数据进行投影转换；