WRF臺風模擬結果與利通廣場實測數據對比

(廣州大學 廣東 廣州 510006)

國內外在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現，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 方案積云參數化方案組合得到定點的模擬風速風向數據與實際觀測的數據進行對比分析，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”在該點的模擬數據與實測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過的時間段。說明當臺風從目標點旁邊經過時，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值，為結構設計提供依據。因此，我們可以初步得出結論：當臺風從目標點旁邊經過時，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支持。

[1]蘇源.2005年05號臺風“海棠”路徑變化分析和數值模擬[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.