WRF臺風模擬結果與利通廣場實測數(shù)據(jù)對比

(廣州大學 廣東 廣州 510006)

國內(nèi)外在WRF模式模擬臺風方面做了很多研究，而且模擬的效果好，能反映臺風的實況。蘇源[1]利用中尺度模式WRF-ARW對0505臺風“海棠”的整體路徑進行了模擬。實驗表明，WRF能夠較好的模擬“海棠”的路徑和強度，能夠客觀的反應“海棠”整個生命周期的路徑和強度變化特征。王喬喬[2]采用WRF中尺度數(shù)值模式對0814號臺風黑格比進行模擬試驗。結果表明：模擬臺風黑格比的臺風路徑、結構、風速與實況基本吻合可用于海上風電場極端風況分析。寇媛媛[8]使用MM5和WRF模式對2005年15號臺風的模擬試驗發(fā)現(xiàn)，對于臺風最大風速和中心氣壓的模擬，WRF比MM5更接近于實況。

一、利通廣場風速風向分析

(一)實驗方案

本文運用WRF中尺度數(shù)值模式，選取Eta Mellor-Yamada-Janjic TKE邊界層方案和新 Kain-Fritsch 方案積云參數(shù)化方案組合得到定點的模擬風速風向數(shù)據(jù)與實際觀測的數(shù)據(jù)進行對比分析，以此來進一步驗證WRF模式模擬結果的可靠度。

本部分提取的點位于廣州市利通廣場(113.3201°E,23.1287°N)，離地高度300m，位于在臺風“天鴿”路徑的右側。圖3-22和圖3-23分別為臺風“天鴿”在該點的模擬數(shù)據(jù)與實測1分鐘平均風速、風向的對比圖。采取世界時間。

(二)對比分析

由圖1，世界時間23日0點至當天03點，模擬值偏大；當天3點至9點，風速大小接近且變化趨勢基本一致；9點之后，風速變化趨勢一致，但是模擬的風速值較實際偏大。從風速值來看，3點至9點，即北京時間23日11點至17點，剛好是臺風接近登陸以及從目標點旁邊經(jīng)過的時間段。說明當臺風從目標點旁邊經(jīng)過時，WRF的模擬結果具有較高的可信度。

圖1 WRF模擬1min平均風速與實測值對比

由圖2，在23日0點至6點，風向值非常接近且變化趨勢基本相同；6點至9點風向相差變大，平均相差40多度；9點之后，基本保持穩(wěn)定的相差值，平均相差九十多度。0點至6點，即臺風登陸前5小時至從目標點附近經(jīng)過的時間段，風向很接近，但同樣是6點至9點，因為模擬出來的路徑并不是和實測路徑完全一致的，所以風向較容易出現(xiàn)偏差。

圖2 WRF模擬1min平均風向與實測值對比

二、結論

綜合以上分析：當臺風從目標點經(jīng)過時，風速和風向值與實測較為接近。而且當臺風從目標點經(jīng)過時，剛好也是臺風對目標點影響最大，風速達到最大的時間段，而我們土木工程領域正是需要得到一系列的最大參數(shù)值，為結構設計提供依據(jù)。因此，我們可以初步得出結論：當臺風從目標點旁邊經(jīng)過時，它的模擬結果是有較高的準確性的，能夠為其他領域提供參數(shù)支持。

[1]蘇源.2005年05號臺風“海棠”路徑變化分析和數(shù)值模擬[D].南京信息工程大學,2011.

[2]王喬喬.南海近海臺風近地層風場特性研究[D].中國海洋大學,2013.

[3]寇媛媛.云跡風資料同化在中尺度數(shù)值模擬中的對比研究(MM5模式和WRF模式)[D].南京信息工程大學,2008.