(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210637781.X (22)申请日 2022.06.07 (66)本国优先权数据 202110860377.4 2021.07.26 CN (71)申请人 生态环境部环境工程评估中心 地址 100000 北京市朝阳区洼里乡大羊坊8 号 申请人 华能西藏 雅鲁藏布江水电开发投资 有限公司 (72)发明人 张贝　贾鹏　谢南洪　屈加豹　 王庆改　李时蓓　王冬朴　吕巍　 徐成龙　张佳鑫　陈凯麒　 (74)专利代理 机构 北京一摩尔专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 16078 专利代理师 何东明(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G01W 1/10(2006.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种下垫面变化对高原峡谷局地气候变化 影响预测的方法及装置 (57)摘要 本发明涉及水动力模 型地形数据处理领域， 尤其涉及一种下垫面变化对高原峡谷局地气候 变化影响预测的方法， 包括如下步骤： 收集高原 峡谷基础地形地貌数据、 水文数据、 地面气象数 据； 建立区域WRF大气模型并基于地面气象数据 同化得到峡谷上空气象场； 计算得到峡谷河流表 面气象场； 建立峡谷河流三维水气耦合模型并率 定验证； 输入不同入流边界条件， 计算得出峡谷 水面面积变化、 表面流速变化、 表面气象场变化； 计算得到峡谷局地气象场； 如此循环S5、 S6步骤， 通过模拟计算， 最终得到下垫面变化对局地气候 变化影响的关系式。 本发明的有益效果在于提供 了一种关注到水气交界面微气候变化的预测方 法。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114996946 A 2022.09.02 CN 114996946 A 1.一种下垫面变化对高原峡谷局地气候变化影响预测的方法， 其特征在于， 所述方法 包括： S1、 收集高原峡谷基础地形地貌数据(卫星影像、 大断面实测地形)、 水文数据、 地面气 象数据； S2、 建立区域WRF大气模型并基于地面气象数据同化得到峡谷上空气象场(风场、 温度、 湿度)； S3、 基于S2峡谷上空气 象场和峡谷地形地貌数据建立峡谷局地Calmet气 象模型， 计算 得到峡谷河流表面气象场； S4、 基于S3峡谷河流表面气象场和峡谷地形地貌建立峡谷河流三维水气耦合模型并率 定验证； S5、 基于已验证的峡谷河流三维水气耦合模型， 输入不同入流边界条件， 计算得出峡谷 水面面积变化、 表面 流速变化、 表面气象场变化； S6、 将S5计算得到的峡谷下垫面变化(水面面积、 表面流速、 表面气象)作 为S3所建立的 CALMET气象模型新的下垫面输入， 计算得到峡谷局地气象场(风场、 温度、 湿度)； S7、 如此循环S5、 S6步骤， 通过模拟计算， 最终得到下垫面变化对局地气候变化影响的 关系式。 2.根据权利要求1所述的一种下垫面变化对高原峡谷局地气候变化影响预测的方法， 其特征在于， 所述 步骤S4中水气耦合模型的气象场由S3计算 提供。 3.根据权利要求1所述的一种下垫面变化对高原峡谷局地气候变化影响预测的方法， 其特征在于， 所述 步骤S6中气象模型的下垫面由S5计算 提供。 4.一种下垫面变化对高原峡谷局地气候变化影响预测的装置， 其特 征在于， 包括： 预处理单元， 用于对收集到的高原峡谷地形地貌数据、 水文数据、 地面气象数据， 处理 为WRF模型、 CALM ET模型、 三维水气耦合模型 可识别的数据； 气候模型计算单元， 用于从预处理后的数据中计算得到高原峡谷区域高空气象场(风 场、 温度、 湿度)； 局地气象模型计算单 元， 用于计算高原峡谷局地气象场(风场、 温度、 湿度)； 三维水气耦合模型计算单 元， 用于计算下垫面变化对水气交界面的变化影响； 拟合单元， 用于根据水气交界面变化计算拟合下垫面变化对局地气候变化的影响关 系。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114996946 A 2一种下垫面 变化对高原峡谷局地气候变化 影响预测的方 法及 装置 技术领域 [0001]本发明涉及环境影响预测评估领域， 尤其涉及一种下垫面变化对高原峡谷局地气 候变化影响预测的方法及装置 。 背景技术 [0002]高原峡谷山地一般是高原区域重要的水气通道， 这种独特的气候条件， 造就了高 原峡谷生物的多样性。 在其生态系统中， 发育、 繁衍着复杂而丰富的植被类型和动、 植物 区 系。 同时， 高原峡谷一般也蕴藏着巨大 的水电能源。 但开发利用水电能源， 势必会造成高原 峡谷下垫面的变化， 进而 带动峡谷气候的变化， 影响峡谷生态系统安全。 如何定量化模拟预 测下垫面变化对高原峡谷局地气候变化的影响， 从而采取相应措施保障在不影响或尽量减 少对高原峡谷生态系统影响的前提下， 开发水电能源， 为实现绿色低碳发展贡献绿色水电 能源， 成为当前研究热点。 [0003]WRF模式对于区域环流系统具有良好的模拟性能， 能够较好地再现模拟区域的环 流系统的时间变化特征。 但由于WRF模型水平空间网格距较粗， 通常为几公里， 对于地形起 伏或下垫面变化显著的小范围内， 即使1km分辨率， W RF模拟的气象场分布 也基本趋于均匀。 因此， 为说明局 地小尺度地形及下垫面变化等造成的具体气象场的变化情况， 在中尺度模 式高分辨率气象场模拟结果的基础上， 利用诊断模式进一步解析小尺度地形、 下垫面等对 气象场的作用， 已逐渐成为近地层气象场精细化模拟的研究热点。 CALMET是大气污染模式 CALPUFF中的一个微尺度气象模块。 利用质量守恒原理对风场进 行诊断， 在三 维网络模拟域 中生成小时风、 温度、 降水及其他气象要素， 适用于模拟 中小尺度范围。 目前研究方法主要 基于WRF和CA LMET来模拟下垫面变化对局地气候的影响。 对于高原峡谷水电开 发， 下垫面的 变化主要为增水段峡谷河流水面面积扩 大， 淹没两岸植被， 河流水面流速降低； 减水段河流 水面面积缩小， 水面流速降低。 同时影响到水气交界面的微气候的变化。 依据传统气象模型 研究高原峡谷下垫面变化对局地气候影响研究， 会忽略水气交界面的微气候变化。 [0004]为了提升高原峡谷下垫面变化对局地气候变化影响的模拟预测水平， 本发明基于 气象模型和水气耦合模型， 发明一种下垫面变化对高原峡谷局地气候变化影响预测的方法 及装置， 以解决现有技 术中存在的问题。 发明内容 [0005]本发明提供了一种下垫面变化对高原峡谷局地气候变化影响预测的方法及装置， 以解决现有技 术中忽略水气交界面 微气候变化的问题。 [0006]根据本发明的第一方面， 本发明提供了一种下垫面变化对高原峡谷局地气候变化 影响预测的方法， 所述方法包括： [0007]S1、 收集高原峡谷基础地形地貌数据(卫星影像、 大断面实测地形)、 水文数据、 地 面气象数据；说　明　书 1/3 页 3 CN 114996946 A 3