甘肅省新能源高分辨率數值預報系統

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甘肅省新能源高分辨率數值預報系統中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所是面向基本氣象系統和社會服務的國家級公益性專業氣象科學研究所,其主要任務是根據國民經濟、社會發展、西部大開發和氣象業務現代化的需要,圍繞我國乾旱氣象與生態環境問題,開展相關的應用基礎研究、應用研究和技術開發工作。

目錄

1.單位簡介

中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所是面向基本氣象系統和社會服務的國家級公益性專業氣象科學研究所,其主要任務是根據國民經濟、社會發展、西部大開發和氣象業務現代化的需要，圍繞我國乾旱氣象與生態環境問題，開展相關的應用基礎研究、應用研究和技術開發工作。研究所前身是1974年成立的甘肅省氣象科學研究所。「七五」期間，根據西北地區氣候乾旱的特點，為適應蘭州區域氣象中心建設和氣象科學現代化發展的需要，更名為蘭州乾旱氣象研究所。2001年,為深化科研機構體制改革，研究所作為中國氣象局「一院八所」之一，進行了重組。將用五至十年時間，逐步建設成為專業特色突出、達到國內一流專業水平並具有相當國際影響的國家級專業氣象研究機構，成為從事乾旱氣象應用基礎研究、應用研究和技術開發的國家級中心。

2.成果簡介

可持續發展問題是21世紀人類面臨的重大問題之一。目前傳統化石能源的開發和使用造成的環境污染是影響人類生存的重大問題。新型能源的開發利用已成為研究和應用的熱點領域。

太陽能光伏發電和風能發電作為新型能源，具有清潔無污染、可持續、分布廣、總量大等優點，已經得到各國廣泛的重視。我國作為能源消耗大國，對風光發電極為重視，這將對我國能源保障、經濟發展、低碳環保能源應用產生重要影響。為更好的利用我國西北地區風、光電資源，亟需開展風電、光伏預測預報系統的研發和建設工作，進行清潔能源發電功率預報服務。

針對業務需求，中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所開發了甘肅省新能源高分辨率數值預報系統（綠海;Gansu Renewable Energy High-resolution numerical prediction System：GREHS），該系統是一款基於WRF中尺度數值天氣預報模式開發的高時空分辨率預報系統，預報綠色能源發電站未來5天逐15分鐘太陽輻射量以及風速風向等要素。

該系統為了提升預報質量，對模式進行了四個方面的核心改進和優化試驗，一是使用MODIS最新的高分辨率LANDUSE數據替換模式默認數據;二是使用新的背景誤差協方差矩陣替換，三維變分同化系統原有的BE矩陣；三是針對地面風速預報加密近地面層的垂直分辨率，將垂直方向40層改為55層;四是將EC和GFS兩種背景場資料進行有機融合，改進後的模式對風能和光伏的預報有顯著提高。

預報系統基於shell腳本實現了全自動化運行，用NCL軟件實現模式結果後處理。為了提高系統的穩定性，對系統資料下載等方面進行了多項優化完善。 系統直接面向業務需求研發，具有很強的業務針對性；系統經過連續多年不斷優化完善，具有較強的穩定性；系統採用模塊化的設計，各模塊結構清晰，流程合理，具有易於維護性；經過檢驗評估，系統具有較高的預報準確率。

項目的成果主要有模式系統一套，技術報告、測試報告、應用情況報告、檢驗評估報告以及用戶維護手冊各一份。項目已經在服務中心應用，基本滿足業務服務需求，有效的支持了新能源氣象服務業務，並產生了很好的經濟和社會效益。