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Day-Ahead Electricity Price Forecasting Using the XGBoost Algorithm: An Application to the Turkish Electricity Market
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作者 Yagmur Yılan Ahad Beykent 《Computers, Materials & Continua》 2026年第1期1649-1664,共16页
Accurate short-term electricity price forecasts are essential for market participants to optimize bidding strategies,hedge risk and plan generation schedules.By leveraging advanced data analytics and machine learning ... Accurate short-term electricity price forecasts are essential for market participants to optimize bidding strategies,hedge risk and plan generation schedules.By leveraging advanced data analytics and machine learning methods,accurate and reliable price forecasts can be achieved.This study forecasts day-ahead prices in Türkiye’s electricity market using eXtreme Gradient Boosting(XGBoost).We benchmark XGBoost against four alternatives—Support Vector Machines(SVM),Long Short-Term Memory(LSTM),Random Forest(RF),and Gradient Boosting(GBM)—using 8760 hourly observations from 2023 provided by Energy Exchange Istanbul(EXIST).All models were trained on an identical chronological 80/20 train–test split,with hyperparameters tuned via 5-fold cross-validation on the training set.XGBoost achieved the best performance(Mean Absolute Error(MAE)=144.8 TRY/MWh,Root Mean Square Error(RMSE)=201.8 TRY/MWh,coefficient of determination(R^(2))=0.923)while training in 94 s.To enhance interpretability and identify key drivers,we employed Shapley Additive Explanations(SHAP),which highlighted a strong association between higher prices and increased natural-gas-based generation.The results provide a clear performance benchmark and practical guidance for selecting forecasting approaches in day-ahead electricity markets. 展开更多
关键词 Day-ahead electricity price forecasting machine learning XGBoost SHAP
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A novel deep learning-based framework for forecasting
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作者 Congqi Cao Ze Sun +2 位作者 Lanshu Hu Liujie Pan Yanning Zhang 《Atmospheric and Oceanic Science Letters》 2026年第1期22-26,共5页
Deep learning-based methods have become alternatives to traditional numerical weather prediction systems,offering faster computation and the ability to utilize large historical datasets.However,the application of deep... Deep learning-based methods have become alternatives to traditional numerical weather prediction systems,offering faster computation and the ability to utilize large historical datasets.However,the application of deep learning to medium-range regional weather forecasting with limited data remains a significant challenge.In this work,three key solutions are proposed:(1)motivated by the need to improve model performance in data-scarce regional forecasting scenarios,the authors innovatively apply semantic segmentation models,to better capture spatiotemporal features and improve prediction accuracy;(2)recognizing the challenge of overfitting and the inability of traditional noise-based data augmentation methods to effectively enhance model robustness,a novel learnable Gaussian noise mechanism is introduced that allows the model to adaptively optimize perturbations for different locations,ensuring more effective learning;and(3)to address the issue of error accumulation in autoregressive prediction,as well as the challenge of learning difficulty and the lack of intermediate data utilization in one-shot prediction,the authors propose a cascade prediction approach that effectively resolves these problems while significantly improving model forecasting performance.The method achieves a competitive result in The East China Regional AI Medium Range Weather Forecasting Competition.Ablation experiments further validate the effectiveness of each component,highlighting their contributions to enhancing prediction performance. 展开更多
关键词 Weather forecasting Deep learning Semantic segmentation models Learnable Gaussian noise Cascade prediction
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基于WRF的郑州市双峰降雨模拟方案分析
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作者 张金萍 张熙 +2 位作者 王祥 王尧 杨沂荣 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第3期28-34,44,共8页
为探究WRF模式模拟郑州市双峰降雨现象时的性能表现,特别是针对2011—2017年期间发生的10场双峰暴雨事件,选取了3种(WDM6、Morrison和Thompson)不同的微物理方案进行模拟分析,并将3种方案的模拟结果与实际观测数据进行比较。结果显示:3... 为探究WRF模式模拟郑州市双峰降雨现象时的性能表现,特别是针对2011—2017年期间发生的10场双峰暴雨事件,选取了3种(WDM6、Morrison和Thompson)不同的微物理方案进行模拟分析,并将3种方案的模拟结果与实际观测数据进行比较。结果显示:3种微物理方案的误差指标均表明Morrison方案表现出一定的优势,并且其结果更加稳定,3种微物理方案在相关系数方面都具有较好的数据体现;Morrison方案在模拟降雨过程线方面优于其他2种方案,对于雨型及雨峰贴合度,Morrison方案总体上比其他2种方案表现更佳,尽管在个别场次中存在例外情况。研究结果可为郑州市双峰降雨预报方案的选择提供参考。 展开更多
关键词 双峰降雨 降雨模拟 wrf模式 微物理方案 郑州市
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基于不同目标函数的WRF-Hydro模型参数敏感性研究 被引量:1
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作者 谷黄河 石怀轩 +2 位作者 孙敏涛 丁震 顾苏烨 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期61-69,共9页
水文与气象预报相结合可以有效提高洪水预报的精度和延长预见期,陆气耦合模型已成为水文气象学者研究的重点。WRF-Hydro模型作为新一代分布式陆气耦合模型在多尺度洪水预报中具有广阔的应用前景,但由于各物理过程参数化方案复杂,模型计... 水文与气象预报相结合可以有效提高洪水预报的精度和延长预见期,陆气耦合模型已成为水文气象学者研究的重点。WRF-Hydro模型作为新一代分布式陆气耦合模型在多尺度洪水预报中具有广阔的应用前景,但由于各物理过程参数化方案复杂,模型计算量大,对该模型的参数敏感性研究还不充分,也影响着模型的模拟精度。研究以湿润区的新安江上游屯溪流域为研究对象,构建多个单目标和多目标函数,并结合Morris全局参数敏感性分析方法,探究了WRF-Hydro模型在不同目标函数下的参数敏感性。结果表明:土壤参数(DKSAT、SMCMAX、BEXP)主要影响壤中流和地表径流,对径流量影响显著,尤其DKSAT最为敏感,直接影响水在土壤中的下渗速度,增大时基流量显著增高而洪峰流量则明显降低;产流参数(SLOPE、REFKDT)主要影响地表径流和基流分配,对洪水过程线形状有重要影响;河道汇流参数ManN影响汇流速度并主要控制峰现时间;植被参数MP对于总水量有一定影响;坡面汇流参数OVROUGHRTFAC和地下水参数Zmax则最不敏感。不同目标函数下的参数敏感性顺序和最优参数取值有一定差异,单目标函数中以相对误差为优化目标会更侧重于全年径流总量和低流量部分的模拟精度,而以效率系数和Kling-Gupta系数为目标则更侧重于场次洪水和高流量部分的模拟效果;基于几个单目标函数组合的多目标函数综合考虑了不同目标函数的影响,结果在一定程度上优于单目标函数。研究可为合理确定WRF-Hydro模型参数优化策略提供参考。 展开更多
关键词 wrf-Hydro模型 Morris法 敏感性分析 多目标函数 洪水预报
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基于优化边界体积层次算法的WRF云产品渲染
5
作者 谈玲 林疆 《南京信息工程大学学报》 北大核心 2025年第2期215-226,共12页
作为天气系统的主要组成部分,三维云仿真在军事、航空等领域都起着重要作用.目前主流的边界体积层次结构(Bounding Volume Hierarchy,BVH)在处理形状不均匀且体积较大的云时存在渲染效率低下的问题,为此提出一种基于优化BVH算法的云产... 作为天气系统的主要组成部分,三维云仿真在军事、航空等领域都起着重要作用.目前主流的边界体积层次结构(Bounding Volume Hierarchy,BVH)在处理形状不均匀且体积较大的云时存在渲染效率低下的问题,为此提出一种基于优化BVH算法的云产品渲染方法.将WRF(Weather Research and Forecasting,天气研究与预报)模型网格点中的数据作为云基元,利用Z-order Hilbert曲线对其进行空间排序,结合云基元密度优化BVH算法,提高计算效率.提出ONS(Overlapping Node Sets,重叠节点结构)降低数据存取耗时.优化BVH算法能够减少不必要的光线和三角形面之间的相交测试次数,并解决边界体无效重叠问题.仿真实验显示,SAH(Surface Area Heuristic,表面积启发式)成本较同类最优算法可提升15.6%,EPO(Effective Partial Overlap,有效重叠部分)可提升10%,构建时间减少100%以上,在任意云场景中优化BVH算法的计算效率较同类算法都有显著提高,表明其能实现WRF云产品的快速渲染. 展开更多
关键词 光线追踪 云仿真 边界体积算法 wrf
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基于WRF模式的CFD与LSTM技术对低空风切变数值模拟研究 被引量:3
6
作者 董泽新 吴硕岩 +5 位作者 叶芳 陈丽晶 李毅 孙辰博 徐峰 刘磊 《高原气象》 北大核心 2025年第2期546-562,共17页
为提升低空风切变预报精度,本文综合运用欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料[European Centre for Medium-Range Weather Forecasts(ECMWF)fifth-generation reanalysis data,ERA5]和美国国家环境预报中心(National Centers for Envi... 为提升低空风切变预报精度,本文综合运用欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料[European Centre for Medium-Range Weather Forecasts(ECMWF)fifth-generation reanalysis data,ERA5]和美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)的FNL全球再分析资料(Final Operational Global Analysis)、先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型以及兰州中川机场的实况观测资料,采用中尺度数值天气预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF)、WRF结合计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法、长短期神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)方法,对2021年4月15-16日兰州中川机场的两次风切变过程进行模拟分析。结果表明:(1)在小于1 km的网格中使用大涡模拟,WRF模式在单个站点风速模拟任务中表现更好,但在近地面水平风场风速模拟效果上,不如WRF模式结合计算流体力学模型方案;(2)对于飞机降落过程中遭遇的两次低空风切变的模拟,WRF-LES和WRF-CFD两种模式都可以模拟出第一次低空风切变,而第二次受传入模式的WRF风速数据值较小的影响,两种模式风速差都没有达到阈值,需要在后续工作中进一步验证;(3)低风速条件(6 m·s^(-1))下,基于LSTM的单变量风速预测模型平均绝对误差基本维持在0.59 m·s^(-1),能较好地把握不同地形与环流背景条件下风速变化的非线性关系,虽然受到WRF误差和观测要素不全的限制,多变量风速预测能在保证平均绝对百分比误差小于6.60%的情况下,以更高的计算效率和泛化能力实现风速预测。本文不仅验证了WRF-CFD和WRF-LES耦合方案在风场和低空风切变预报中的差异,还探讨了基于LSTM的风速预测的可行性和准确性,期望为提高风场模拟精度,缩短精细风场模拟时间提供新的视角和方法。 展开更多
关键词 低空风切变 计算流体力学模型(CFD) wrf模式 大涡模拟 长短期记忆网络
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A Methodological Study on Using Weather Research and Forecasting(WRF) Model Outputs to Drive a One-Dimensional Cloud Model 被引量:1
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作者 JIN Ling Fanyou KONG +1 位作者 LEI Hengchi HU Zhaoxia 《Advances in Atmospheric Sciences》 SCIE CAS CSCD 2014年第1期230-240,共11页
A new method for driving a One-Dimensional Stratiform Cold (1DSC) cloud model with Weather Research and Fore casting (WRF) model outputs was developed by conducting numerical experiments for a typical large-scale ... A new method for driving a One-Dimensional Stratiform Cold (1DSC) cloud model with Weather Research and Fore casting (WRF) model outputs was developed by conducting numerical experiments for a typical large-scale stratiform rainfall event that took place on 4-5 July 2004 in Changchun, China. Sensitivity test results suggested that, with hydrometeor pro files extracted from the WRF outputs as the initial input, and with continuous updating of soundings and vertical velocities (including downdraft) derived from the WRF model, the new WRF-driven 1DSC modeling system (WRF-1DSC) was able to successfully reproduce both the generation and dissipation processes of the precipitation event. The simulated rainfall intensity showed a time-lag behind that observed, which could have been caused by simulation errors of soundings, vertical velocities and hydrometeor profiles in the WRF output. Taking into consideration the simulated and observed movement path of the precipitation system, a nearby grid point was found to possess more accurate environmental fields in terms of their similarity to those observed in Changchun Station. Using profiles from this nearby grid point, WRF-1DSC was able to repro duce a realistic precipitation pattern. This study demonstrates that 1D cloud-seeding models do indeed have the potential to predict realistic precipitation patterns when properly driven by accurate atmospheric profiles derived from a regional short range forecasting system, This opens a novel and important approach to developing an ensemble-based rain enhancement prediction and operation system under a probabilistic framework concept. 展开更多
关键词 cloud-seeding model Weather Research and forecasting wrf model rain enhancement
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Assessing Weather Research and Forecasting (WRF) Model Parameterization Schemes Skill to Simulate Extreme Rainfall Events over Dar es Salaam on 21 December 2011 被引量:1
8
作者 Triphonia Jacob Ngailo Nyimvua Shaban +4 位作者 Joachim Reuder Michel D. S. Mesquita Edwin Rutalebwa Isaac Mugume Chiku Sangalungembe 《Journal of Geoscience and Environment Protection》 2018年第1期36-54,共19页
This paper evaluates the skills of physical Parameterization schemes in simulating extreme rainfall events over Dar es Salaam Region, Tanzania using the Weather Research and Forecasting (WRF) model. The model skill is... This paper evaluates the skills of physical Parameterization schemes in simulating extreme rainfall events over Dar es Salaam Region, Tanzania using the Weather Research and Forecasting (WRF) model. The model skill is determined during the 21 December 2011 flooding event. Ten sensitivity experiments have been conducted using Cumulus, Convective and Planetary boundary layer schemes to find the best combination and optimize the WRF model for the study area for heavy rainfall events. Model simulation results were verified against observed data using standard statistical tests. The model simulations show encouraging and better statistical results with the combination of Kain-Fritsch cumulus parameterization scheme, Lin microphysics scheme and Asymmetric Convection Model 2 (ACM2) planetary boundary scheme than any other combinations of physical parameterization schemes over Dar es Salaam region. 展开更多
关键词 wrf Dar es Salaam EXTREME RAINFALL Events Physical PARAMETERIZATION Schemes
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Improvement of Coding for Solar Radiation Forecasting in Dili Timor Leste—A WRF Case Study 被引量:1
9
作者 Jose Manuel Soares de Araujo 《Journal of Power and Energy Engineering》 2021年第2期7-20,共14页
This paper investigates the accuracy of weather research and forecasting by improving coding for solar radiation forecasting for location in Dili Timor Leste. Weather Research and Forecasting (WRF) model version 3.9.1... This paper investigates the accuracy of weather research and forecasting by improving coding for solar radiation forecasting for location in Dili Timor Leste. Weather Research and Forecasting (WRF) model version 3.9.1 is used in this study for improvement purposes. The shortwave coding of WRF is used to improve in order to decrease error simulation. The importance of improving WRF coding at a specific region will reduce the bias and root mean square root when comparing to the observed data. This study uses high resolution based on the WRF modeling to stabilize the performance of forecasting. The decrease in error performance will be expected to enhance the value of renewable energy. The results show the root mean square error of the WRF default is 233 W/m<sup>2</sup> higher compared to 205 W/m<sup>2</sup> from the WRF improvement model. In addition, the Mean Bias Error (MBE) of the WRF default is obtained value 0.06 higher than 0.03 from the WRF improvement in rainy days. Meanwhile, on sunny days, the performance Root Mean Square Error (RMSE) of WRF default is 327 W/m<sup>2</sup> higher than 223 W/m<sup>2</sup> from the WRF improvement. The MBE of WRF improvement obtained 0.13 lower compared to 0.21 of WRF default coding. Finally, this study concludes that improving the shortwave code under the WRF model can decrease the error performance of the WRF simulation for local weather forecasting</span></span><span style="font-family:Verdana;">. 展开更多
关键词 Shortwave Radiation Solar Radiation Timor Leste wrf Code Improvement
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基于WRF与MIKE耦合模型的城市流域洪水模拟研究
10
作者 罗蔚 黄一凡 +1 位作者 张翔 郑泽锋 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第12期94-100,共7页
在气候变化和人类活动共同影响下,城市洪涝灾害频发,这对经济社会发展产生了严重影响。为了有效应对城市洪水风险,科学开展城市流域的洪水模拟与预警研究成为重中之重。研究以江西省南昌市乌沙河流域为研究区,构建了WRF(Weather Researc... 在气候变化和人类活动共同影响下,城市洪涝灾害频发,这对经济社会发展产生了严重影响。为了有效应对城市洪水风险,科学开展城市流域的洪水模拟与预警研究成为重中之重。研究以江西省南昌市乌沙河流域为研究区,构建了WRF(Weather Research and Forecasting)天气预报模型以及MIKE SHE/MIKE 11耦合模型,分别用于城市流域降水模拟、河道水位模拟以及流域径流模拟。首先,研究构建了四层单向嵌套网格WRF模型,对2020年7月流域内的一场降水过程开展模拟。研究结果表明,WRF模型能够较好地捕捉流域的降水特征,模拟偏差Bias为-0.3 mm。其次,研究构建了MIKE SHE/MIKE 11耦合模型对乌沙河流域2022年1月1日至8月26日的降雨径流过程进行了模拟。其中,MIKE 11模型主要负责模拟河道水位变化,为MIKE SHE模型提供水动力边界条件。以乌沙河湾里站附近的河道水位模拟为例,MIKE 11模型的决定系数R^(2)达到0.86,表明其能够准确反映河道水位的动态变化趋势;而MIKE SHE/MIKE 11耦合模型则进一步整合了流域的地表和地下水文过程,在对湾里站的实测流域径流进行模拟时表现出较好的模拟性能。在整个模拟时段内,模型模拟的纳什效率系数达到0.7,并且模拟流量与实测流量高度吻合。研究所建立的WRF模型与MIKE耦合模型为城市洪水预警及灾害风险评估提供了有效的技术支撑,对城市防洪减灾策略的制定具有重要意义。 展开更多
关键词 城市洪水模拟 wrf模型 MIKE模型 城市化
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WRF动力降尺度方法在广东近海风资源评估中的适用性分析 被引量:1
11
作者 杜梦蛟 王臻臻 +6 位作者 张磊 文仁强 李华 夏静雯 辛欣 易侃 贾天下 《海洋预报》 北大核心 2025年第1期89-97,共9页
利用WRF模式对ERA5再分析数据进行动力降尺度,获得近海高分辨率的WRF数据,并利用3座测风塔观测数据对WRF高分辨率数据和ERA5再分析数据进行适用性分析。结果表明:WRF模式的风速与观测更为接近,ERA5易低估各层风速;WRF和ERA5对广东近海... 利用WRF模式对ERA5再分析数据进行动力降尺度,获得近海高分辨率的WRF数据,并利用3座测风塔观测数据对WRF高分辨率数据和ERA5再分析数据进行适用性分析。结果表明:WRF模式的风速与观测更为接近,ERA5易低估各层风速;WRF和ERA5对广东近海主导风向的再现能力基本一致,且均能反映主导风向;WRF和ERA5风速的时间序列与观测的相关性都很高,均通过99%显著性检验;相较于ERA5,WRF拟合得到的威布尔参数与观测更为接近。因此相较于ERA5,WRF模拟数据更适用于对广东风能资源的评估。利用WRF模拟得到的广东近海风资源空间分布结果表明,广东近海风能密度大(>200 W/m^(2)),有效风速的出现频率高(>0.88),且具有单一或两个主导风向,以上特征有利于广东近海的风能资源开发。 展开更多
关键词 风能资源 适用性评估 海上风电 wrf模式
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自动气象站数据同化密度对WRF模式降雨预报的影响
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作者 乔泽宇 李步 +1 位作者 龚傲凡 倪广恒 《地球物理学报》 北大核心 2025年第6期2055-2065,共11页
数据同化技术和观测手段不断发展完善,但当前针对自动气象站(AWS)空间同化密度对WRF模式降雨预报影响的研究仍显不足.本研究以具有高密度AWS数据的京津冀地区为研究区域,基于三维变分(3DVar)数据同化方法评估了AWS的同化范围和密度对WR... 数据同化技术和观测手段不断发展完善,但当前针对自动气象站(AWS)空间同化密度对WRF模式降雨预报影响的研究仍显不足.本研究以具有高密度AWS数据的京津冀地区为研究区域,基于三维变分(3DVar)数据同化方法评估了AWS的同化范围和密度对WRF模式降雨预报的影响.结果表明,同化AWS观测数据能改善WRF模式降雨预报准确度,其中内层高分辨率嵌套范围内的观测数据发挥了主要作用.数据同化对降雨预报的改善效果会随着AWS同化密度的增加而逐渐增强.当同化密度较低时,数据同化主要改善了WRF模式降雨面积的预报结果;随着同化密度的增加,降雨总量的预报准确度会进一步提升,但这种改善效应存在“饱和点”.在本案例中,当同化站点空间密度达到1个/500km^(2)时,进一步提高同化站点空间密度对WRF模式降雨预报准确度的边际提升作用已不明显.研究结果可以为在海量观测数据背景下制定AWS数据同化策略提供参考. 展开更多
关键词 wrf模式 3DVar系统 自动气象站数据 同化密度
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基于WRF-STILT模式的长三角大气CO_(2)排放反演
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作者 杨樱 马心怡 +6 位作者 黄文晶 胡诚 胡凝 张弥 曹畅 柳艺博 肖薇 《中国环境科学》 北大核心 2025年第7期3622-3633,共12页
准确估算区域尺度特别是大城市群的CO_(2)排放对温室气体减排工作至关重要,利用WRF-STILT模式结合三种先验人为CO_(2)排放清单(EDGAR v6.0、EDGAR v6.0与GCG v1.0相结合的改进清单、ODIAC清单)模拟2018年冬季长三角地区大气CO_(2)浓度,... 准确估算区域尺度特别是大城市群的CO_(2)排放对温室气体减排工作至关重要,利用WRF-STILT模式结合三种先验人为CO_(2)排放清单(EDGAR v6.0、EDGAR v6.0与GCG v1.0相结合的改进清单、ODIAC清单)模拟2018年冬季长三角地区大气CO_(2)浓度,并以安徽全椒70m高塔的大气CO_(2)浓度观测数据作为参考值,通过比例因子贝叶斯反演的方法对模拟结果进行优化,实现了长三角区域人为CO_(2)排放通量的估算.结果表明:WRF-STILT模式模拟的CO_(2)浓度能够较好地显示长三角的CO_(2)排放特征.冬季,改进清单模拟的CO_(2)浓度值较仅使用EDGAR v6.0模拟的CO_(2)浓度值更接近于观测值;基于EDGAR清单和改进清单估算的后验CO_(2)排放通量分别为(0.199±0.005)和(0.200±0.007)mg/(m^(2)·s),相较于这两个清单的先验CO_(2)排放通量,后验排放通量分别下降了0.02和0.01mg/(m^(2)·s),比例因子贝叶斯反演法对基于EDGAR清单先验排放的优化幅度较大,用改进清单计算长三角CO_(2)排放总量时电力与工业排放是不确定性的最大来源;夜晚边界层高度较低,模型在模拟时将边界层外的排放计算进来导致模拟值的高估.在未来进行模拟时首先应确保WRF模型模拟的夜晚小时边界层高度是准确的,其次排放清单产品在制作过程中还应考虑垂直方向上不同排放源的高度信息. 展开更多
关键词 温室气体 wrf-STILT模式 长三角区域 CO_(2)
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Combination of WRF Model and LSTM Network for Solar Radiation Forecasting—Timor Leste Case Study
14
作者 Jose Manuel Soares de Araujo 《Computational Water, Energy, and Environmental Engineering》 2020年第4期108-144,共37页
A study of a combination of Weather Research and Forecasting (WRF) model and Long Short Term Memory (LSTM) network for location in Dili Timor Leste is introduced in this paper. One calendar year’s results of solar ra... A study of a combination of Weather Research and Forecasting (WRF) model and Long Short Term Memory (LSTM) network for location in Dili Timor Leste is introduced in this paper. One calendar year’s results of solar radiation from January to December 2014 are used as input data to estimate future forecasting of solar radiation using the LSTM network for three months period. The WRF model version 3.9.1 is used to simulate one year’s solar radiation in horizontal resolution low scale for nesting domain 1</span><span style="font-family:""> </span><span style="font-family:Verdana;">×</span><span style="font-family:""> </span><span style="font-family:Verdana;">1 km. It is done by applying 6-hourly interval 1</span><span style="font-family:Verdana;">&ordm;</span><span style="font-family:""> </span><span style="font-family:""><span style="font-family:Verdana;">×</span><span style="font-family:Verdana;"> 1</span></span><span style="font-family:Verdana;">&ordm;</span><span style="font-family:""><span style="font-family:Verdana;"> NCEP FNL analysis data used as Global Forecast System (GFS). LSTM network is applied for forecasting in numerous learning problems for solar radiation forecasting. LSTM network uses two-layer LSTM architecture of 512 hidden neurons coupled with a dense output layer with linear as the model activation to predict with time steps are configured to 50 and the number of features is 1. The maximum epoch is set to 325 with batch size 300 and the validation split is 0.09. The results demonstrate that the combination of these two methods can successfully predict solar radiation where four error metrics of mean bias error (MBE), root mean square error (RMSE), normalized MBE (nMBE), and normalized RMSE (nRMSE) perform small error distribution and percentage in three months prediction where the error percentage is obtained below the 20% for nMBE and nRMSE. Meanwhile, the error distribution of RMSE is obtained below 200 W/m</span><sup><span style="font-family:Verdana;">2</span></sup><span style="font-family:Verdana;"> and maximum bias error is 0.07. Finally, the values of MBE, RMSE, nMBE, and nRMSE conclude that the good performance of the combination of two methods in this study can be applied to simulate any other weather variable for local necessary. 展开更多
关键词 COMBINATION LSTM Solar Radiation wrf Timor Leste
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NCEP-GFS和ECMWF-HERS驱动WRF模式的北京气象要素预报效果分析 被引量:1
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作者 潘锦秀 李云婷 +4 位作者 孙峰 沈秀娥 姜磊 张章 郭元喜 《环境科学学报》 北大核心 2025年第3期75-87,共13页
利用欧洲中期天气预报中心高分辨率数值天气预报数据(ECMWF-HRES),采用与北京市多模式空气预报平台中气象预报系统(WRFGFS)相同的WRF版本、区域设置及物理化学方案等,建立WRF-EC气象预报系统,并评估WRF-EC和WRF-GFS气象预报系统对2022... 利用欧洲中期天气预报中心高分辨率数值天气预报数据(ECMWF-HRES),采用与北京市多模式空气预报平台中气象预报系统(WRFGFS)相同的WRF版本、区域设置及物理化学方案等,建立WRF-EC气象预报系统,并评估WRF-EC和WRF-GFS气象预报系统对2022年北京地区与PM_(2.5)污染相关的关键气象要素的预报效果.结果显示:WRF-EC对2022年北京地区气温、相对湿度和风速风向具有良好的预报准确性,其性能与WRF-GFS具有高度可比性的同时也存在一定的差异,能够弥补WRF-GFS对相对湿度的低估,同时风速的高估现象也有一定改善.两种预报系统对偏南风预报的差异主要表现在WRF-EC对东南风频率预报较观测偏多2.4%,而WRF-GFS则是对东南风和南风频率预报偏多4.2%,WRF-EC对不同风向上相对湿度的预报较WRF-GFS更接近观测,对东风和偏南风风向时风速的高估改善较其他风向明显.针对PM_(2.5)污染过程,两种预报系统对不同要素的预报效果均略差于全年,WRF-EC气象预报系统提供的气象要素预报一定程度上可以修正WRFGFS在PM_(2.5)污染过程的气象偏差.WRF-EC在污染起始阶段(S1)和持续时段(S2)气象要素预报效果方面优于WRF-GFS,WRF-GFS则在清除时段(S3)表现更优. 展开更多
关键词 wrf-GFS wrf-EC 北京 气象要素 预报效果评估
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GRAPES_MESO与WRF模式在鲲鹏平台上的高性能计算特征分析
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作者 陈锋 何明扬 +2 位作者 陈晔峰 吴兵成 徐诚 《气象科技》 2025年第3期347-361,共15页
本文选取GRAPES_MESO(Global/Regional Assimilation PrEdiction System-Mesoscale version)模式和WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式在国产鲲鹏(KUNPENG)平台上开展数值模式计算特征分析,并与英特尔(X86)平台进行对比,... 本文选取GRAPES_MESO(Global/Regional Assimilation PrEdiction System-Mesoscale version)模式和WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式在国产鲲鹏(KUNPENG)平台上开展数值模式计算特征分析,并与英特尔(X86)平台进行对比,探讨数值模式在鲲鹏平台上资源使用、计算瓶颈、热点函数等方面的改进空间。结果表明:经过适配后,两个模式在国产KUNPENG平台上能得到与英特尔X86平台一致的计算结果,呈现出较好的并行扩展性;两个模式对CPU的使用率均较高,计算瓶颈主要集中在后端CPU瓶颈,对节点的整体内存使用率适当,后续优化主要集中在代码效率、算法、访存等方面。在KUNPENG平台上,可以考虑通过优化集合通信的Collective Sync、Allreduce和Wait算法,来改善GRAPES_MESO模式的MPI的通信效率;可通过优化GCR算法、以uct、ucg为代表的集合通信热点、以expf、powf等为代表的数学函数、malloc内存操作等热点函数对GRAPES_MESO模式进行优化。 展开更多
关键词 GRAPES_MESO wrf 鲲鹏920 高性能计算 特征分析
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WRF模式的陆面过程方案对积雪的敏感性分析
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作者 周燕艳 王颖 +1 位作者 魏瑞瑞 赵天一 《干旱气象》 2025年第6期953-966,共14页
积雪对地表能量过程的复杂影响是冬季复杂地形区数值模拟的关键不确定源,亟待深入研究。利用WRF v4.3模式,针对兰州新区2014年有雪期(2月18—26日)与无雪期(1月11—19日)开展模拟对比试验,基于4座测风塔观测数据,系统评估了SLAB、Pleim-... 积雪对地表能量过程的复杂影响是冬季复杂地形区数值模拟的关键不确定源,亟待深入研究。利用WRF v4.3模式,针对兰州新区2014年有雪期(2月18—26日)与无雪期(1月11—19日)开展模拟对比试验,基于4座测风塔观测数据,系统评估了SLAB、Pleim-Xiu、RUC和NoahMP 4种陆面方案对近地面气象要素的模拟性能,揭示了积雪对模拟精度的影响及其对陆面方案的敏感性。结果表明,无雪期模拟效果良好:气温模拟相关系数(R)为0.80~0.97,归一化中心均方根误差(Normalized Centered Root Mean Square Errors,NCRMSE)为0.27~0.60;风速模拟R为0.46~0.82,绝对偏差普遍低于0.5 m·s^(-1),且能较好地再现坡风环流特征。而在积雪期,模拟精度显著下降:约半数方案气温R低于0.80,最大冷偏差超过5.00℃,NCRMSE升至0.38~0.79;风速NCRMSE增至0.77~2.52,风向频率误差可达无雪期的2倍。泰勒图分析进一步表明,积雪增强了模拟结果对陆面方案的敏感性,有雪期各方案归一化标准差的离散性显著大于无雪期。在4种方案中,NoahMP在积雪期表现最优,其气温R稳定在0.9左右,冷偏差最小,且NCRMSE多低于0.5。准确表征积雪过程对提升冬季复杂地形区的气象模拟能力具有重要意义。 展开更多
关键词 兰州新区 wrf模式 积雪效应 陆面过程参数化方案 近地面气象场
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基于WRF-Solar和VMD-BiGRU的超短期太阳辐射订正预报研究
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作者 段济开 陈香月 +3 位作者 王文鹏 常明恒 陈伯龙 左洪超 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期710-716,共7页
太阳辐射具有很强的非线性特征,给光伏发电并网带来诸多严重挑战。针对该问题,基于数值天气预报模式、机器学习和变分模态分解发展了一种订正预报方法:1)利用WRF-Solar模式对光伏站点的地表太阳辐射进行预报;2)采用变分模态分解(VMD)方... 太阳辐射具有很强的非线性特征,给光伏发电并网带来诸多严重挑战。针对该问题,基于数值天气预报模式、机器学习和变分模态分解发展了一种订正预报方法:1)利用WRF-Solar模式对光伏站点的地表太阳辐射进行预报;2)采用变分模态分解(VMD)方法对其与观测值的偏差进行分解;3)利用双向循环神经网络(BiGRU)对分解后的各分量进行训练和预报;4)对各分量的预报进行求和后结合WRF-Solar的预报结果得到地表太阳辐射的订正预报结果。试验结果表明,经过VMD-BiGRU模型订正后,相比于WRF-Solar的预报结果 MAE和RMSE的提升百分比分别为87.39%和87.29%,相关系数提高了0.25。 展开更多
关键词 wrf-Solar模式 太阳辐射 机器学习 循环神经网络 变分模态分解
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Flood Forecasting Experiment Based on EC and WRF in the Bailian River Basin
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作者 Zhiyuan YIN Fang YANG Xiaohua LI 《Meteorological and Environmental Research》 2024年第3期53-59,共7页
In order to extend the forecasting period of flood and improve the accuracy of flood forecasting,this paper took Bailian River Reservoir which located in Huanggang City of Hubei Province as an example and carried out ... In order to extend the forecasting period of flood and improve the accuracy of flood forecasting,this paper took Bailian River Reservoir which located in Huanggang City of Hubei Province as an example and carried out basin flood simulation and forecasting by coupling the quantitative precipitation forecasting products of numerical forecast operation model of Institute of Heavy Rain in Wuhan(WRF)and the European Center for Medium-range Weather Forecasts(ECMWF)with the three water sources Xin an River model.The experimental results showed that the spatiotemporal distribution of rainfall predicted by EC is closer to the actual situation compared to WRF;the efficiency coefficient and peak time difference of EC used for flood forecasting are comparable to WRF,but the average relative error of flood peaks is about 14%smaller than WRF.Overall,the precipitation forecasting products of the two numerical models can be used for flood forecasting in the Bailian River basin.Some forecasting indicators have certain reference value,and there is still significant room for improvement in the forecasting effects of the two models. 展开更多
关键词 Hydrometeor EC wrf Xin an River model Bailian River
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基于WRF-Chem模式评估家用挥发性化学品(VCPs)排放对我国近地面臭氧生成的影响
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作者 文超 谢芊芊 +5 位作者 张苑婷 颜丰华 袁斌 皇甫宜博 王雪梅 陈伟华 《环境科学学报》 北大核心 2025年第5期94-104,共11页
家用挥发性化学品(VCPs)源是大气挥发性有机物(VOCs)的一类重要但经常被忽视的排放源.随着人民生活水平的提高,日用化学产品的使用频率不断增加,导致VCPs排放呈刚性增长,显著影响近地面臭氧的生成.因此,研究家用VCPs对大气环境的影响已... 家用挥发性化学品(VCPs)源是大气挥发性有机物(VOCs)的一类重要但经常被忽视的排放源.随着人民生活水平的提高,日用化学产品的使用频率不断增加,导致VCPs排放呈刚性增长,显著影响近地面臭氧的生成.因此,研究家用VCPs对大气环境的影响已成为国际研究的热点和前沿科学问题.然而,目前尚缺乏系统研究来定量评估家用VCPs排放对我国近地面臭氧生成的具体贡献,导致相关控制政策制定缺乏科学依据.本研究基于全国网格化家用VCPs排放清单,选取2022年8-9月臭氧污染严重时段,采用区域空气质量模式WRF-Chem,结合敏感性试验,量化了家用VCPs排放对我国近地面臭氧生成的贡献,识别了关键的家用VCPs排放部门.结果显示,家用VCPs在清洁时段和污染时段对近地面臭氧日最大8 h平均浓度(MDA8 O_(3))的贡献分别为6.9μg·m^(-3)(10.9%)和7.9μg·m^(-3)(11.4%),其中,东部地区污染时段的贡献量超过15.0μg·m^(-3)(17.4%),相较于清洁时段平均增加了8.1μg·m^(-3).从部门贡献来看,个人护理品部门的VCPs排放量最高,其对MDA8 O_(3)的贡献也最大,全国平均为3.5μg·m^(-3);然而,涂料部门排放的VCPs中芳香烃含量较高且化学活性强,其臭氧生成能力(单位质量VCPs排放量对应的臭氧浓度变化)最高,是个人护理品的1.9倍.因此,在制定针对家用VCPs的治理政策时,应重点关注个人护理品和涂料部门的排放. 展开更多
关键词 家用挥发性化学品 臭氧 关键部门 wrf-Chem
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