基于GRAPES气象-水文双向反馈模式的定量降水与洪水预报技术研究

该项目紧扣国内外陆面模式与水文气象发展趋势，以改善气象近地面要素的预报性能、增强GRAPES数值天气预报模式定量降水预报能力、延长洪水预报预见期并探讨气象-水文模式耦合尺度匹配方法为目标，基于我国自主研发的GRAPES模式，在其陆面模式中嵌入分布式水文模型，采用双向反馈和精细化模式嵌套技术，发展基于GRAPES的气象-水文双向反馈模式，并进行模拟试验研究：1.基于新安江模型理论，构建分布式混合产流水文模型，建立模型参数与GIS、RS、DEM的定量或定性关系；2.基于双向反馈技术，在GRAPES中嵌入分布式水文模型，构建GRAPES气象-水文模式，研究双向反馈影响作用机制，强化大气模式和水文模式对陆面水文过程的细致描述，改进GRAPES陆面模式，拓展水文模型应用范围；3.基于多重嵌套技术，精细化GRAPES定量降水预报产品；4.评估GRAPES气象-水文模式在灾害性洪水易发区的可预报性。

随着气象模式的分辨率不断提高，对下边界特别是陆面过程的模拟要求也随之增加。绝大部分陆面模式对水循环的描述都是不完整的，例如GRAPES模式中的Noah LSM陆面模式，对水循环的描述仅限于垂直方向的水分运动，且不能反映产流面积的变化。本项目针对这些，做了以下几方面的研究：1.以新安江模型为基础，构建分布式水文模型，且在试验流域得到良好的模拟结果，并将模型部分参数与植被等建立定量或定性关系，为NOAH LSM陆面模式的改进奠定基础；2. 基于嵌套技术，精细化GRAPES模式定量降水预报产品，和水文模型进行单向连接，构建基于GRAPES的气象-水文单向反馈模式，得到较好的模拟结果；3.借鉴所构建的分布式水文模型来完善GRAPES的NOAH-LSM陆面模式，构建了基于GRAPES的气象-水文双向反馈模式，模式在土壤湿度、风场上的预报效果均有一定的改善，对降水落区模拟上也有一定程度的影响。