一、项目名称

风暴潮及共生灾害多模式耦合精细化预报系统

二、预算金额

38万元

三、资质要求

包括但不限于：具有中华人民共和国合法的企业独立法人资格，具有与本项目相适应的经营范围和技术能力（提供法人或者其他组织的营业执照）。

四、采购需求

（一）采购的详细需求

风暴潮是发生在沿海地区的一种严重的自然灾害。风暴潮通常伴随天文潮、短周期的海浪而来，若恰好正值天文大潮高潮位时，会导致近海及沿岸浅水水域潮位暴涨，常常冲毁海堤，甚至海水浸溢内陆，给沿海地区、特别是经济发达、人口稠密地区造成不可估量的损失。当前全球气候变暖背景下，海平面加速上升，强台风和风暴潮频发，沿海地区人口经济高度聚集，致灾因子的发生及叠加影响、多承灾体暴露度和脆弱性加大等因素，使得沿海城市风暴潮及其漫滩灾害风险日益突出。因此，亟需引进一套针对滨海城市尺度的风暴潮及共生灾害多模式耦合精细化预报系统，提高沿海城市尺度风暴潮及其漫滩的模拟精度和准确度，提升风暴潮、海水倒灌等灾害的应急预警能力，所需系统具备以下功能：

1.台风融合风场重构模块

实时下载欧洲中期天气预报中心EC（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）全球大气模式预报场数据，为模式提供初始场和时变边界条件；实时下载全球GTS常规探空、地面与船舶观测数据；实时下载海温数据；对观测数据进行解码、质量控制与格式转换处理。在EC全球大气模式预报场资料基础上同化常规与非常规观测数据，进行3DVAR为模式提供初始场和时变边界条件；运行数值预报系统。

选取目前国际上最流行的中尺度天气预报模式WRF（Weather Research and Forecasting Model），采用三重嵌套技术，分辨率较粗的区域D01（30公里）能够抓住整个影响东中国近海的天气系统，而分辨率较高的区域D02（10公里）是对中国近海的天气系统进行高分辨率的模拟再现，分辨率最高的区域D03（3.3公里）则专门针对典型滨海城市海域进行加密。开展局地化适应性研究，提出物理参数化方案(大气边界层湍流方案、云微物理过程方案、积云对流参数化方案、边界层参数化方案、陆面过程方案等)的最优配置方案。

开展台风融合风场重构，在距离台风中心较近的区域采用Holland模型风场，而在远离台风中心的地方采用WRF模式模拟背景风场，同时采用随风速半径变化的权重因子α将两种风场平滑过渡，以保证这两种风场衔接的连续性。从而解决在较大的台风半径处WRF模拟结果较观测偏低的问题，实现对风场的精细模拟。

2. 海浪预报模块

选取目前国际上较为先进的高分辨率海浪模式SWAN进行预报,开展局地化适应性研究，提出物理参数化方案(风输入增长项、白冠破碎项、底摩擦耗散、非线性相互作用)的最优配置方案。驱动场采用风场驱动，数据采用WRF数值预报结果，其中非台风期间为WRF风场，台风期间为融合风场（WRF风场+Holland风场）。海浪谱在每一个格点上取36个频率和24个方向，通过对源函数项和传播项的积分，求得5分钟输出一次的波浪场，具体波浪参数包括有效波高、有效波周期、平均波周期、平均波向等。时间步长取1分钟，预报系统在每日06时前输出未来48小时预报结果。

3 风暴潮及共生灾害多模式耦合模块

选取目前国际上较为先进的海洋、河口和海岸水环流模型－ADCIRC（An Advanced Circulation Model for Oceanic, Coastal and Estuarine Waters）模式。模式采用局部截断误差分析技术对网格进行优化，网格最小分辨率控制在50m左右。ADCIRC模型允许模型的网格中体现海堤的位置和顶高，然后依据不同的台风强度计算得到不同的风暴潮漫滩过程，沿海岸线区域由于人工设施抬高了局地高程，为了模拟水位漫堤现象，分别绘制了海洋网格与陆地网格，并在漫滩发生的滨海城市沿岸设置堤坝，通过计算过水量模拟漫滩效应。

模式中的海洋网格，近岸的水深更新为最新版本海图水深，外海的水深来自美国国家大气和海洋局的ETOPO1数据集，陆地漫滩网格的高程数据使用覆盖典型滨海城市全区的GIS格式高精度DEM数据，将水深、地形高程和海堤数据转化到统一基面后，利用ArcGIS软件将水深、高程进行拼接、融合，最后插值到计算网格中。ADCIRC模式运行需要初始的开边界强迫和水深数据。在计算区域的开边界节点采用潮汐的调和常数进行强迫。开展局地化适应性研究，提出物理参数化方案(底摩擦方案和风拖曳系数)的最优配置方案。漫滩模拟需考虑不同下垫面底摩擦的影响，不同用途的陆地及其设施对底摩擦的影响可利用格点平均曼宁数体现。

以风场产品作为驱动，启动海浪和环流的预报脚本，二者在耦合运行的过程中对参数进行传递，计算得到未来48小时的海浪、水位等结果，并计算重点区域的淹水时间、淹没范围和淹没水深，同时计算出24小时预报结果后输出热启动文件，第二天备用。根据模拟输出结果，获得漫滩区域内各个位置的水位、流速等水动力参数，通过计算淹没范围得到淹没面积来分析漫滩的形态变化、水动力特征等。

在非台风期间，需每日进行模式预报，提交预报单，预报内容包含潮时、潮高、有效波高、有效波周期、淹没时间、淹没范围、淹没水深。在台风期间，需要增加预报频次。其中，潮位信息主要包含给定站点逐时潮位，最高潮位预报时间、预报值、是否达到警戒级别、距离警戒值和堤岸高程高度、是否漫堤及出现时间等信息；淹没信息主要包含是否出现淹没地区、淹没地点、淹没开始/结束时间、淹没范围、淹没水深；波浪信息主要包含给定站点最大有效波高及出现时间，是否达到警戒级别及距离警戒值。

该系统要求达到以下性能要求：

(1) 台风融合风场重构模块

风速48小时预报绝对误差平均值≤5米/秒；风向48小时预报绝对误差平均值≤45°；非台风期间预报频率为24小时/次；台风期间预报时间间隔不长于6小时/次。48小时，每次初始预报起点为06北京时，预报终点为2日后06北京时。

(2) 海浪预报能力

海浪有效波高48小时预报绝对误差平均值≤0.5米；海浪有效波周期48小时预报绝对误差平均值≤5秒。48小时，每次初始预报起点为06北京时，预报终点为2日后06北京时。

(3)风暴潮灾害预报能力

网格空间分辨率：网格空间分辨率达到100米，并融合深圳海域海堤地理信息；预报结果分辨率为5分钟1组数据。潮位48小时预报绝对误差平均值≤0.2米；高潮时48小时预报绝对误差平均值≤15分钟；

(4)技术支持能力

能为技术需求方提供模型安装调试技术支持，完成模型系统在需求方单位计算装置上的部署和试运行，运行效率满足48小时预报时效要求，达到模型设计的各项指标，并负责培训需求单位相关技术人员。

（二）实施周期

合同订立后180个自然日内完成。

（三）支付方式

合同签订后五个工作日内，甲方支付合同总金额的90%作为预付款。项目最终验收合格后，甲方支付合同总金额的10%。

（四）响应文件

包括但不限于：商务部分、技术部分、价格部分。

营业执照、有关资质证明等复印件、供应商经天眼查网站查询到的完整信息（如报价供应商为事业单位，可不提供）。

（五）评分标准

1.商务部分（20分）

2.技术部分（50分）

3.价格部分（30分）

五、递交响应文件截止时间及地点

1. 时间：自本公示发布之日起至2024年11月25日10点前（以收件时间为准）

2. 地址：北京市海淀区安宁庄路1号应急管理部国家自然灾害防治研究院

3. 联系人：王永立

4. 联系电话：134*****745

5. 请参与报价的单位将响应文件每页加盖公章。所有材料需密封（正本1份，副本4份），封口处加盖公章，封皮上写明项目名称及报价人全称。上述响应文件另须提供1份每页加盖公章的电子版，以光盘形式同步邮寄。报价不能高于预算。