探秘数值天气预报技术

数值天气预报指通过大型计算机求解描写大气运动的控制方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。早在1904年，挪威学者Bjerknes就在世界上首次提出用流体力学方法进行天气预报的构思，而后直至1921年英国科学家Richardson才提出了他所用的方法、过程和结果。1950年，Charney等科学家用电子计算机给出第一张真正意义上的数值天气预报图，4年后瑞典在世界上率先开始了业务（实时）数值天气预报。1965年，Smagorinsky等提出的9层大气环流模式，成为现代数值天气预报模式研究与应用的里程碑。我国作为气象数值预报起步较早的国家之一，早在20世纪50—60年代初，第一代数值预报专家就开始了数值预报模式及相关计算方法的研究，并建立了试验预报系统。1980年，我国气象数值预报进入业务实用阶段。

NWP作为气象学、大气物理学等相关学科的研究热点，得到了全球科研工作者的广泛关注与重视。作为客观预报的主要依据，NWP的发展使得未来天气的预测不再局限于传统的、基于经验的定性分析，极大地推动了气象预报在各行各业中的应用。(www.xing528.com)

在风力发电和光伏发电功率预测中，NWP通过大气运动的物理机制，准确求解大范围风能、太阳能资源分布及未来一段时间内的变化趋势，有效地克服了统计方法在气象要素短期预测中的局限性。本章介绍了NWP的基本原理和方法，阐述了面向风能、太阳能资源的中尺度数值模拟关键技术，并结合风力发电和光伏发电功率预测中对风速、风向、辐射等气象要素的预报需求，介绍了风能、太阳能数值天气预报业务系统的典型设计。