[发明专利]一种利用WRF模式分析面雨量误差的方法

说明书

本发明公开了一种利用WRF模式分析面雨量误差的方法，属于水文水资源技术领域，该方法基于WRF模式内部惊喜的流体动力和天气学数值方程及其高可靠的天气模拟能力，生成与自然状态下最为接近的降水场，并以此为基础开展面雨量计算得到P_wrf，并与区域内固定的雨量站信息进行对应，采用现有的面雨量插值计算方法计算得到P_inter，然后将P_wrf和P_inter做差，分析特定插值方法下，面雨量计算误差特征特性，找到最佳的面雨量插值计算方法。

技术领域

本发明涉及水文水资源技术领域，尤其涉及一种利用WRF模式分析面雨量误差的方法。

背景技术

面雨量是描述整个区域(流域)内单位面积上的平均降水量的物理量，能较客观地反映整个区域(流域)的降水情况。面雨量是水文模型的重要输入，对于计算洪水过程与水资源量具有重要意义。目前，主流降水观测仪器仍然是各种类型的雨量计。基于雨量计观测得到的点状观测数据，人类需要利用插值等手段将之换算为面雨量。由此形成的面雨量计算结果，与实际数值存在一定的误差，有时候这种误差比较明显，对洪水预报、水资源评估等工作带来困难。为了分析面雨量误差特性，对各类插值方法进行评估(如算数平均法、泰森多边形法、等值线法等)，人们通常会选取等值线法作为参照，认为等值线法计算的面雨量最为可靠，最能反映实际降水分布特性。具体步骤是，基于等值线法计算面雨量，并与其他插值方法计算结果进行对比，其差值越大，代表误差越大。但是，等值线法本质仍然是插值算法，受雨量站密度和分布的影响较为明显，且其并不能反映流体动力学和天气学的复杂性，也不能准确反映天然降水场分布特征。因此，传统方法分析得到的面雨量计算误差并不科学，也不可靠。

WRF模式是指The Weather Research and Forecasting Model，即数值天气预报模式，是由美国环境预测中心(NCEP)，美国国家大气研究中心(NCAR)等科研机构为主开发的一种统一的气象模式。WRF模式为完全可压缩以及非静力模式，不仅可以用于真是天气的个案模拟，又可以用其包含的模块组作为基本物理过程探讨的理论依据。可见，WRF模式可以基于数值积分方法，精准刻画大气的运动特征，反映降水的时空分布规律。

因此，本发明专利将WRF模式引入面雨量误差分析中，基于WRF模式输出降水场信息实现对不同插值方法的评估，找到更准确的雨量计算面雨量的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用WRF模式分析面雨量误差的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用WRF模式分析面雨量误差的方法，包括以下步骤：

S1，针对待分析区域构建WRF模式，确定WRF模式模拟的时间范围；

S2，获取WRF模式驱动数据，启动运行WRF模式，运行完成后获取降水场信息并存储在文本文件中；

S3，利用特定面雨量插值方法计算生成WRF模式各模拟时段的面雨量P_wrf, P_wrf＝{P_{wrf_1},P_{wrf_2},…,P_{wrf_m}}，其中m为时段个数；

S4，获取区域内雨量站位置信息，选定插值方法，采用选定的插值方法获取各个模拟时段的面雨量P_inter，P_inter＝{P_{inter_1},P_{inter_2},…,P_{inter_m}}，其中m为时段个数；

S5，对比计算P_wrf和P_inter两者之差：将P_wrf和P_inter做差，分析特定插值方法下，面雨量计算误差特征特性。