中尺度天氣系統(tǒng)的數(shù)值模擬和多普勒雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)反演研究的開題報(bào)告

中尺度天氣系統(tǒng)的數(shù)值模擬和多普勒雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)反演研究的開題報(bào)告摘要：本文研究中尺度天氣系統(tǒng)的數(shù)值模擬和多普勒雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)反演技術(shù)，旨在提高對(duì)中尺度天氣系統(tǒng)的預(yù)報(bào)精度和準(zhǔn)確性。首先，針對(duì)中尺度天氣系統(tǒng)的特點(diǎn)，依據(jù)物理方程和數(shù)值方法，建立了一個(gè)數(shù)值模擬模型。其次，通過數(shù)值試驗(yàn)，對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化。最后，結(jié)合多普勒雷達(dá)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用逆問題方法，對(duì)中尺度天氣系統(tǒng)中的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行反演，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和分析。關(guān)鍵詞：中尺度天氣系統(tǒng)，數(shù)值模擬，多普勒雷達(dá)，風(fēng)場(chǎng)反演一、研究背景和意義中尺度天氣系統(tǒng)是大氣環(huán)流系統(tǒng)中的一類重要天氣現(xiàn)象，其時(shí)空尺度通常在幾十到幾百千米之間。中尺度天氣系統(tǒng)對(duì)于氣象災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展有著重要的影響，因此對(duì)其預(yù)報(bào)精度和準(zhǔn)確性的提高具有重要意義。數(shù)值模擬是中尺度天氣系統(tǒng)預(yù)報(bào)的重要手段，其可以模擬中尺度天氣系統(tǒng)的演變過程，為預(yù)報(bào)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。多普勒雷達(dá)則是觀測(cè)中尺度天氣系統(tǒng)的主要工具之一，其可以獲得大氣中的風(fēng)場(chǎng)等信息。風(fēng)場(chǎng)反演技術(shù)則是將多普勒雷達(dá)觀測(cè)得到的退偏振相移信號(hào)反演成大氣中的風(fēng)場(chǎng)，對(duì)中尺度天氣系統(tǒng)的研究和預(yù)報(bào)具有重要意義。二、研究?jī)?nèi)容和方法本文主要研究中尺度天氣系統(tǒng)的數(shù)值模擬和多普勒雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)反演技術(shù)。具體研究?jī)?nèi)容包括：1.根據(jù)中尺度天氣系統(tǒng)的特點(diǎn)，建立一個(gè)數(shù)值模擬模型。該模型基于一維非靜力氣壓坐標(biāo)系，采用原始方程模型，考慮了動(dòng)量、熱力學(xué)、水汽、云微物理等過程。采用數(shù)值方法對(duì)該模型進(jìn)行求解。2.利用數(shù)值試驗(yàn)，對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化。將模擬結(jié)果與觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估模型的準(zhǔn)確性和可靠性，并針對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。3.結(jié)合多普勒雷達(dá)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用逆問題方法，對(duì)中尺度天氣系統(tǒng)中的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行反演。該反演方法基于雷達(dá)退偏振相移信號(hào)，通過數(shù)值反演技術(shù)獲得大氣中的風(fēng)場(chǎng)信息。4.對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和分析。分析反演結(jié)果的精度和可靠性，并利用反演結(jié)果對(duì)中尺度天氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和演變過程進(jìn)行分析和解釋。三、研究計(jì)劃和進(jìn)度安排本文的研究計(jì)劃和進(jìn)度安排如下：1.第一年，完成中尺度天氣系統(tǒng)數(shù)值模擬模型的建立和優(yōu)化，開展數(shù)值試驗(yàn)，對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和改進(jìn)。2.第二年，結(jié)合多普勒雷達(dá)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用逆問題方法，對(duì)中尺度天氣系統(tǒng)中的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行反演。3.第三年，對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和分析，撰寫論文并進(jìn)行答辯。四、預(yù)期結(jié)果和成果本文的預(yù)期結(jié)果和成果主要包括：1.建立一個(gè)可靠的中尺度天氣系統(tǒng)數(shù)值模擬模型，并對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。2.單獨(dú)或結(jié)合雷達(dá)資料反演出中尺度天氣系統(tǒng)的風(fēng)場(chǎng)分布，評(píng)估其精度和可靠性。3.結(jié)合數(shù)值模擬和多普勒雷達(dá)觀測(cè)，深入分析中尺度天氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和演變過程。4.發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文，并在學(xué)術(shù)界和氣象界產(chǎn)生影響。五、參考文獻(xiàn)1.李佐成,喻志宏.新一代雷達(dá)資料在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2008,28(4):1344-1346.2.王志強(qiáng),林學(xué)慧.風(fēng)場(chǎng)反演的研究進(jìn)展[J].測(cè)繪與空間地理信息,2013,36(8):7-10.3.SunJ.,WuD.OntheThree-DimensionalSimulationofTropicalCyclonesUsingtheExplicitNonhydrostati