1.课题来源与背景：项目在执行过程中，黑龙江省气象局科技预报处进行了全面监督支持，对项目的研究具有较大的推动和保障作用。项目负责人对项目任务分工、研究内容、研究方法等进行了总体设计、管理协调和技术把关，主要参加的技术骨干根据技术方案，在对知名专家进行技术咨询和学习的基础上，对项目的研究内容、研究重点及关键技术问题进行了研究分析，并完成技术总结。整个项目在管理、技术及研究上紧密结合，在项目组共同努力下，使项目顺利进行，按时保质保量完成了任务。 2.技术原理及性能指标：WRF模式采用了全新的软件设计理念，在Linux系统上运行，应用了继承式软件设计、多级并行分解算法、选择式软件管理工具、中间软件包结构，有单重和多重及移动嵌套网格功能，可以提供高精度、高分辨率的数值模拟结果给用户。WRF模式分为两个核心模块：ARW（Advanced Research WRF）和NMM（Nonflydrosstatic Mesoscale Model），分别用于研究和业务，由NCAR和NCEP分别开发维护，两者采用不同的动力框架，ARW采用欧拉质量坐标，而NMM采用高度坐标。本课题采用的是2016年4月发布的WRF-ARW（V3.8）版本。WRF的初始场条件分为两种：实时数据（Real-Data）和理想模拟（Idealized Simulation），本课题采用Real-Data初始场模块。该模式主要由以下四个部分组成：前处理模块（WPS）、数据同化模块（WRFDA）、运算模块（ARW）以及模式后处理模块。 3.技术的创造性与先进性：1）建立雷电动力学G方程组的差分方程。2）从WRF(GRAPES)预报模式中筛选出与大气雷电相关的垂直风切变和云粒子混合比的数值产品。3）通过WRF(GRAPES)后处理方式，真正实现基于动力学模式的雷电的直接数值预报，从而大大提高雷电的预报精确度。 4.技术的成熟程度，适用范围和安全性：1）在雷电动力学G模型的基础上建立差分方程组。2）筛选出与雷电动力学模型参数相关的WRF(GRAP)输出产品（垂直风切变和散度或液态混合比）。3）筛选数值差分方案。在稳定的范围内时间步长成倍的变化对预报结果影响很小，而空间差从二阶精度提高到四阶精度时，有时与提高一倍网格分辨率的效果相当。空间分辨率的提高（缩小网格距）对同一气象系统的模拟精度有非常显著的影响。空间有限差分方案采用四阶精度水平平流差分和二阶精度垂直平流差分，其余空间导数均用二阶中央差分格式。时间差分采用二阶蛙跃格式，这种差分形式精度高，而且不存在计算衰减问题。根据电场强度的不同方向，采用前差形式。4）建立模式方程的差分形式。5）建立雷电直接数值预报G模式。 5.应用情况及存在的问题：我们课题组虽然建立雷电动力学G模式，基于WRF建立雷暴数值预报G模式，但该模式还没有针对我省地形特点。下一步将重点考虑与我省地形条件相结合，并根据大量实际过程进行对比、调整，使模式更精准反应雷电活动。 6.成果：本课题基于的雷电动力学G模型，在试验的基础上，通过数据分析及数学推导，直接建立起了大气电场与大气动力要素之间的内在联系，得出雷电动力学G方程组的差分方程。在WRF模式中筛选出相关要素带入方程进行后处理，从而实现雷电的直接数值预报。因为这种模型能够较真实的反应事物之间的客观规律，从而将大大提高雷电预报的精度和增大时间的跨度。利用WRF模式进行雷电预警对提高雷暴潜势预报的准确率以及进行区域化的雷暴潜势预报有重要的意义。

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