一种基于高斯模糊的复杂地形下高分辨率三维插值方法的研究与试验应用

来源：高原气象杂志2020年第2期北京时间：

作者：陈康凯;宋林烨;杨璐;陈明轩;陈敏;韩雷;曹伟华

单位：1. 中国海洋大学, 山东 青岛 266100;2. 北京城市气象研究院, 北京 100089

摘要：在对数值模式预报产品进行精细化释用处理中, 为考虑模式地形与实际地形之间的差异性, 本文提出了一种用于复杂地形下, 综合考虑模式地形与实际地形的精细化三维插值方法, 并将该方法应用于北京冬奥会重点区域的100 m高分辨率精细化温度产品释用中。算法先根据模式地形和实际地形的临界高度进行不同的三维插值, 然后使用高斯模糊算法对插值后的结果进行处理用于模式产品的释用。利用2019年2月4 -19日的地面自动站观测资料, 对比分析原始数值预报温度产品和经过插值得到的精细化释用产品, 定性分析结果表明: 高分辨率释用产品有效考虑了实际复杂地形的影响, 比原始数值预报产品更加精细化、 美观化。客观检验结果表明: 以自动站观测为实况, 经过本文插值方法得到的高分辨率地面温度场比原始数值模式温度场的均方根误差、 绝对误差和偏差均显著减小。因此, 本文提出的基于高斯模糊的复杂地形下高分辨率三维插值方法可以保证释用产品的美观性和精细化, 更重要的是也可以减小误差以提升产品的准确性。

关键词：高分辨率;三维插值;地形差异;高斯模糊算法

基金资助：国家重点研发计划项目(2018YFF0300102),国家自然科学基金项目(41875049),北京市自然科学基金项目(8192016)