街区网格化风速预报技术

1、概述

随着城市化水平的提高以及城市建筑密度、人口密度、机动车保有量等不断加大，城市区域局地风灾以及城市微尺度风场与污染扩散等逐渐成为人们日益关注的问题。当前，风速的定量预报主要由中尺度数值天气预报模式提供，但是由于中尺度数值天气预报模式将包含建筑物的冠层内风场进行了参数化处理，导致预报风速与实测站点存在较大的误差。为了改进中尺度数值预报模式的准确性，采用CFD微尺度模式、考虑质量守恒的快速风场模式对中尺度数值预报模式输出结果进行优化。

2、技术特点

通过CFD建模、数字建模、风场参数化等过程，对街区风场进行精细刻画;以中尺度数值天气预报数据为驱动，通过与CFD微尺度模式、考虑质量守恒的快速风场模式的耦合，提供街区高精度网格化风速预报产品，进而提高复杂城市下垫面的风速预报准确度。

2.1、CFD微尺度模式

CFD微尺度模式建立建筑群等复杂下垫面的高仿真实尺物理模型，通过质量守恒、动量守恒、能量守恒方程的求解，精细化模拟建筑群对街区风场的干扰效应，最终获得的街区精细网格化三维风场。

2.2、考虑质量守恒的快速风场模式

以建筑物周围迎风区、尾流区、顶部旋涡区以及建筑物之间干扰区的风场参数化方案为基础，利用气象数据和建筑物信息，按照建筑物周围风速参数化方案对入流风进行初始化，并经过质量守恒公式约束调整，最终获得街区尺度三维风场。

单体建筑物周围风场示意图