京津冀地区无人机航路气象因子高分辨率模拟分析
京津冀地区低空环境复杂多变,低空飞行安全受到雷暴、风切变、能见度、温度和湿度等气象因子的影响,准确地模拟和预报无人机低空航路上的气象要素是一个难题.基于中尺度天气预报模式(WRF)及其先进的三维变分同化系统(3D-Var),论文以2016年华北"7·20"特大暴雨作为研究案例,对京津冀地区无人机低空航路上的温度场、湿度场和风场进行资料同化与数值模拟,对比地面观测资料和数值模拟结果,分析其结构及特征,以期为京津冀地区无人机航路飞行安全保障提供参考.结果表明:WRF模式能够较好地模拟出该地区近地面温度、湿度和风速的日变化趋势.平原站点(天津和密云)模拟值与观测值的均方根误差(RMSE)和偏差(Bias)较小,风速在山区的模拟值偏大,平原地区的模拟效果优于北部和西部山区.强降水发生时,平原地区和山区的温度相差15℃左右,相对湿度达95％以上,边界层高度低于500 m,强烈的温差、较高的湿度和较低的边界层都会影响无人机的飞行安全.900 hPa高空,沿117°E经线在河北省廊坊—衡水一线出现超过10m·s-1的风速值,形成强劲的东北风,区域北部(39°N～40.5°N)出现了明显的上升气流,1000 m高度处垂直风速也超过2 m·s-1.强烈的上升气流极不利于无人机的飞行,会对无人机飞行姿态和飞行高度产生重大影响,造成安全隐患.
无人机;低空航路;WRF模式;资料同化;气象因子;京津冀
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国家重点研发计划项目;国家自然科学基金项目
2021-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共13页
1691-1703
