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高速公路路面温度模型及其预报系统的研究

朱承瑛  
【摘要】: 路面高溫和低温对公路交通的影响是不容忽视的重要因素之一,国内外都对此进行了大量的研究,但国外对路面温度的研究模型多偏重于理论,计算复杂,并且与国内高速公路的实际环境不相适应;国内的理论模型大多是实验性的工作,不利于业务化,且统计模型的普适性较差,因此,本文在国内外已有研究的基础上,通过高精度的业务观测结果,探索出一套适合于我国特别是东部地区高速公路路面温度预测的模型。 本文在江苏省气象科研所对沪宁高速公路的高密度、长时间序列的观测资料基础上,采取能量守恒方法,用地表热量平衡方程,在太阳短波辐射、大气和地面长波辐射、感热和潜热等参数化方案,提出了一种应用于沥青高速公路路面温度逐时滚动预报数值模型,模型的多日平均绝对误差为1.32℃,预报误差在±3℃以内的频率高达85.2%,表明模型具有较高的预报水平。 为了使模型有更长的预报时效来满足实际业务的需要,本文将路面温度预报模型与中尺度数值预报产品相结合,可输出未来24小时甚至更长时间的路面温度预报值,并对结果进行了验证,表明:梅村和仙人山站多日的预报绝对误差平均值分别为3.57℃和3.67℃,预报值误差在±5℃以内的频率分别为74.4%和74.1%,预报效果良好。 同时,本文利用沪宁高速公路途经的气象基本站(或基准站)的资料与所掌握的高速公路站点资料拟合出一套简单而实用的经验模型,并运用模型反演出近20年的高速公路路面温度模拟数据,在此基础上对沪宁高速公路的路面温度进行了时间和空间上的分析,得出了近年来公路路面温度的时空变化特征,对业务实践具有一定的指导意义。


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