当“气象+”遇到水文——技术篇
更多精彩,請點擊上方藍(lán)字關(guān)注我們!
水是人類文明之源?;仡櫄v史,世界文明古國的發(fā)源并非偶然:在東方,黃河和長江孕育了五千年中華文明;在印度,圣潔的恒河滋養(yǎng)了神圣的古印度文明;在中東,幼發(fā)拉底河和底格里斯河共同澆鑄了繁榮的古巴比倫文明;在遙遠(yuǎn)的非洲,綿長的尼羅河成為輝煌的古埃及文明的濫觴之地......
一條條奔騰不息的古老河流,給予了人類最初的養(yǎng)份。有了水,生命才能存在,人類才能發(fā)展,世界才能生生不息。
如何看待水文氣象這個交叉學(xué)科?二者如何耦合、如何共進(jìn)?我們將從“氣象+水文”的角度,探討二者之間的依存關(guān)系。
作為地球系統(tǒng)中最敏感的圈層——大氣圈和水圈,“氣象”與“水象”共同掌控地球系統(tǒng)模擬的核心環(huán)節(jié)。從上下游的關(guān)系來說,“氣象”是“水文”的上游,從服務(wù)的角度來說,氣象模式的發(fā)展,也需要從水文學(xué)的角度獲取更多的反饋。這樣的捆綁或交叉使“氣象+水文”注定會創(chuàng)造無限豐富的內(nèi)涵。
氣象與水文耦合的主要介質(zhì)是降水和蒸發(fā),氣象負(fù)責(zé)在時間和空間尺度上對降水等關(guān)鍵要素加以預(yù)測,解決工程水文本身解決不了的問題,如:20 世紀(jì)30 年代在工程防洪設(shè)計中需要的可能最大降水估算(PMP); 洪水預(yù)報和山洪預(yù)警中定量降雨估算和預(yù)報(QPE/QPF); 以及21 世紀(jì)興起的全球氣候變化的陸一氣相互作用等。可見, “氣象+水文”的研究和應(yīng)用, 推動了水文核心問題的發(fā)展。
同時,水文學(xué)的進(jìn)步對氣象及其它領(lǐng)域的反哺作用則表現(xiàn)在某些交叉學(xué)科:例如針對作物和生態(tài)系統(tǒng)的植物學(xué)和生態(tài)學(xué),河流入??谶^程模擬的海洋學(xué),以及綜合人類和水系統(tǒng)的社會經(jīng)濟學(xué),這些進(jìn)步融合到地球系統(tǒng)的模擬中,也會帶來天氣和氣候預(yù)測能力的進(jìn)步。 氣象和水文這對地學(xué)界的孿生小姐妹,在攜手拓展陸地記憶的過程中,你中有我,我中有你,密不可分。?
降水預(yù)報是水文預(yù)報中最重要的輸入因子。隨著近30年來數(shù)值天氣預(yù)報的發(fā)展,實現(xiàn)水文預(yù)報預(yù)見期延長,預(yù)報精度增加以及在數(shù)值天氣模式中陸面模式的改進(jìn)——水氣“雙向耦合”模式已經(jīng)逐漸變得可能。目前,國家級水文氣象服務(wù)技術(shù)支撐主要分為兩類:精細(xì)化降水預(yù)報技術(shù)和流域分布式水文模型的構(gòu)建。
核心技術(shù)1:**無縫隙精細(xì)化智能網(wǎng)格降水預(yù)報**
在全國多源觀測資料以及多中心多尺度數(shù)值模式等大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,利用先進(jìn)的人工智能等后處理技術(shù)和預(yù)報員主客觀融合預(yù)報技術(shù)等,創(chuàng)新臨近、短時、短中長預(yù)報無縫隙精細(xì)化智能網(wǎng)格降水,空間分辨率達(dá)到5公里×5公里,時間最高分辨率達(dá)到逐1小時。為水文預(yù)報提供無縫隙精細(xì)化的前端降水預(yù)報。
核心技術(shù)2:**分布式水文模型**
基于組合架構(gòu)的松散耦合型GMKHM分布式水文模型,模型包含兩個基本單位、4個產(chǎn)流模型與6個匯流模型;并改進(jìn)基于蓄水容量曲線的混合產(chǎn)流模型與1/2D運動波匯流模型,提升分布式水文模型的預(yù)報性能。
核心技術(shù)3:**水位流量預(yù)報模型**
在分布式水文模型參數(shù)與下墊面定量關(guān)系中,提出了工程影響下復(fù)雜河流Muskingum-Cunge水位流量預(yù)報模型,減少水文氣象服務(wù)中對水文資料的依賴。
基于上述自主研發(fā)的核心技術(shù),以智能網(wǎng)格降水預(yù)報為驅(qū)動,建立國家級水文徑流預(yù)報模型,空間分辨率實現(xiàn)5公里,時間分辨率可達(dá)逐6小時;針對重點區(qū)域,還可實現(xiàn)空間1公里分辨率,逐1小時更精細(xì)化的國家級水文預(yù)報體系。那么,水文氣象預(yù)報服務(wù)如何在業(yè)務(wù)中發(fā)揮作用?服務(wù)案例有哪些?敬請期待——當(dāng)“氣象+”遇到水文(成果篇)。
國家級水文氣象服務(wù)
?往期精選?
·END·
中央氣象臺科技創(chuàng)新服務(wù)
創(chuàng)新·綠色·共享
微信號:kjcx_nmc
我就知道你“在看”
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的当“气象+”遇到水文——技术篇的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇: PDT各代表职责(案例)
- 下一篇: Flutter 使用环信即时通讯闪退解决