复杂地形地区WRF模式四种边界层参数化方案的评估
2013-08-13张小培银燕
张小培,银燕
(南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京210044)
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大气边界层的结构及其演变对大气中云—辐射相互作用、污染物传输、垂直混合等一系列物理、化学过程起着重要作用,这些过程直接影响大气中臭氧、细粒子(PM2.5)的产生、传输和清除,因而在污染物传输扩散规律研究中需要准确描述大气边界层气象要素及其变化特征。在对大气的数值模拟过程中,边界层的处理方法决定了模拟的大气边界层和混合层高度、湍流混合强度和时空演变、以及风场的准确性,而它们又对大气中污染物的产生、空间分布、以及清除过程起着重要作用(Ku et al.,2001),因此在进行气象模拟时必须选择最合适的边界层参数化方案,尤其在复杂地形下(Pérez et al.,2006;Zängl et al.,2008)。
WRF(weather research and forecasting)为新一代高分辨率中尺度模式,可用于天气系统模拟(李嘉鹏等,2009),也可作为大气传输模式的气象驱动场(Ding et al.,2009)。在WRF模式边界层方案评估方面,Gilliam and Pleim(2010)利用WRF3.0模式结合不同陆面过程方案,分别选用ACM2方案与YSU方案对美国2006年1月和8月大气要素进行了模拟,认为ACM2方案模拟结果更适合作为大气传输模式的气象驱动场。Hu et al.(2010)等利用WRF3.0.1模式研究了YSU、ACM2以及MYJ三种边界层方案对德克萨斯州休斯顿地区7—9月大气边界层的模拟情况,发现ACM2和YSU方案模拟误差较MYJ方案要小,且MYJ方案模拟的大气边界层较实况偏冷偏湿,并认为不同方案模拟的误差主要是由各方案对边界层中垂直混合强度及边界层上部夹卷作用的考虑程度不同引起的。……
