下垫面输入对珠三角地区WRF气象模拟影响研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1背景

我国土地面积处于世界第三位，东西南北走向横跨区域较大，故存在着各种各样的下垫面，复杂的下垫面条件会对数值模拟以及气象的预报造成一定的误差。在航海领域，极端的天气状况是引起航行事故的关键因素之一，台风、强降水、低能见度及其他恶劣气象条件对船舶航行阶段产生了严重的航行干扰，而当前航海气象领域存在着精度低、空间分辨低、预报时效短等数值模拟方面的问题，故提高数值模拟的质量从而提高气象预报的准确度是当前需要大力发展的研究方向，这也是航海安全的重要保障。现代科学技术在近几十年来迅猛发展，航海气象也得到了较为高速度的发展，无论是在理论的建立还是在应用的拓展，都取得了长足的进步，而在这之中，又以高科技的数值气象预报为主，其催生了台风、海雾、强降水以及海流等的数值模拟以及预报的应用产品，这为现代航海的气象预报提供了基础的技术支持，例如，船舶最佳天气定线、海上气象报告、船舶气象保障等，这些都是数值模拟在现代航海中的重要应用，在海上航行发挥着不可替代的作用，尽管这些应用的发展有些参差不齐，但无论是我国还是其他国家，都在积极开展这方面的研究业务工作，试图为航海气象的精准预报提供较为合适的模拟方案。

1.2目的及意义

当前对于气候变化以及大气的研究一般会选择数值模拟的方式来获取信息，其中下垫面输入在该方式中起到了关键性的作用，下垫面是大气与其下界的固态地面或液态水面的分界面，是大气的主要热源和水汽源，也是低层大气运动的边界面。随着社会经济的发展，人类活动逐渐影响了下垫面的改变，包括城市化、植被覆盖率、湖泊湿地演变等等，尽管这些变化对海上的气象条件影响有限，但对于内河船舶运输的所需的气象预报却有着明显的影响。所以，加强下垫面输入以及城市化对数值模拟影响的研究是有重要意义的，这可以提高数值模拟的准确度以及精度从而减弱气象预报不足对航行安全的影响。本文拟采取不同的下垫面资料输入以及不同的城市冠层参数来试图找出相对于数值模拟结果较好的组合方案。

1.3目前国内外研究现状：

不同下垫面资料输入以及城市化对气象模拟的影响，当前许多学者研究对象采取了modis（modis15\modis30）、usgs、glc2009等不同下垫面资料，也有的加入了ucm、bep等不同的城市冠层参数进行不同比较，采用控制变量法设计实验，一般以地面气温、风速值的模拟值和观测值来比较不同下垫面的影响。周晶等利用不同的城市冠层参数（bep、ucm）以及下垫面数据类型的方案组合对江苏地区进行气象模拟并分析了其结果影响蒋立辉等利用不同的下垫面数据类型；（usgs、modis等）进行模拟，比较了其中结果的影响差异；梁津等使用最新下垫面数据类型与旧土地资料比较发现更新的土地资料模拟效果较好；江晓燕等使用 1993 年的 usgs 的下垫面数据与 2002 年的 landsat-7 更新过的下垫面数据比较，发现更新过的路面资料模拟效果更好；yuan li等利用遥感资料提取的陆面资料对广州地区进行气象模拟发现其拥有较好的模拟效果；陈家辉阐述了高科技数值天气预报的原理、发展和前景以及对航海的重要影响；冯箫等利用不同路面资料（modis、usgs、glc2009）模拟海南岛发现glc2009在其中模拟效果较好。

2. 研究的基本内容与方案

研究目标

本研究开展珠三角地区wrf气象模拟研究工作，探究不同下垫面输入对气象模拟结果的影响，从而提高航海气象预报的精度以及准确度，主要目标如下：

1）探究不同下垫面资料输入对珠三角地区wrf气象模拟效果产生的影响。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 方如康主编. 环境学词典[j], 2003.

[2] 江晓燕, 刘伟东. 从不同的陆面资料看城市化对北京强降水的影响[j]. 气象学报, 2006(04): 527-536.

[3] 潘小多, 李新, 冉有华, et al. 下垫面对wrf模式模拟黑河流域区域气候精度影响研究[j]. 高原气象, 2012, 31(03): 657-667.