科技成果——基于空天地多源信息同化的陆气耦合洪水预报技术

科技成果——基于空天地多源信息同化的陆气

耦合洪水预报技术

技术简介

该成果集合数值降雨预报、多源信息同化、网格型半分布式水文模型构建、陆气耦合、实时校正等多项先进水文预报技术与方法，在空天地多源信息同化的多模式多方案降雨预报方案制定、陆气耦合网格尺度对洪水预报影响机制分析的基础上，形成了从大气到陆面水文过程的完整“预报链”。可延长洪水预报的有效预见期提高洪水预报精度，提升中小流域洪水预报预警的能力。适用于洪水预报、降雨预报等。

技术特点

1、预报评价指标体系构建

针对陆气耦合洪水预报系统，充分考虑气象学和水文学的特点，利用定性与定量相结合的方法，构建一套较为完整的陆气耦合洪水预报评价指标体系，该评价体系包括降雨的二维评价指标和洪水预报评价指标，为预报降雨的累积降雨量、时间变化和空间分布，以及洪水的洪量、过程、时间等的评估提供可靠的评价标准。

2、数值降雨集合预报研究

重点考虑对降雨有较大影响的微物理过程、边界层以及积云对流方案等物理参数化方案，基于WRF模式形成12组物理参数化方案组合，对两个流域内共8场有代表性的历史降雨事件进行模拟，评估获得不同类型降雨的最佳物理参数化方案组合，形成集合预报集，为我

国北方半湿润半干旱地区的降雨预报提供参考。

3、空天地多源数据同化研究

通过分析天气雷达数据和各类气象监测数据的特点，结合WRF 模式内外两层网格的嵌套方案，设计11组多源数据同化方案和21组不同高度层的雷达数据同化方案。通过对比32组数据的同化对降雨预报结果的影响，分析降雨过程以及累积降雨量的预报效果，最终选取一套对降雨预报效果改善最明显的空天地多源数据同化方案。

知识产权情况

发明专利5项，软件著作权4项

获奖情况

河北省科学技术奖三等奖1项

应用情况

从2019年至今，该成果在河北省大清河水系上游典型流域中应用，针对河北省流域气候特点，以大清河系紫荆关、阜平等以上流域为研究对象，采用模式驱动信息同化、陆气耦合、模型模拟、综合分析等先进技术与方法，充分利用卫星、雷达、火箭探空及各类地面观测站等多源气象信息，以数值大气模式预报降雨为纽带，耦合网格型半分布式水文模型为基础，提升了数值降雨预报和洪水预报能力。