王继康,张碧辉,张恒德,吕梦瑶



边界层方案对华北一次污染过程模拟的影响

王继康,张碧辉*,张恒德,吕梦瑶

(中国气象局环境气象中心,国家气象中心,北京 100081)

采用WRF模式中YSU、MYJ和ACM2 3种边界层参数化方案,利用WRF模式和空气质量模式CAMx对2015年11月11~15日发生在京津冀地区的一次污染过程进行了模拟,同时利用地面气象要素、风廓线、秒探空和空气质量观测数据对3种参数化方案下的模拟结果进行了验证对比.一种基于临界垂直湍流交换系数确定边界高度的方法被用于对比3种参数化方案之间垂直扩散能力的差异.结果表明,MYJ方案对10m风速高估最大(平均高估0.66m/s),对2m温度和2m湿度低估最小,YSU和ACM2方案对地面气象要素的模拟效果相近;ACM2方案对于边界层内垂直廓线模拟效果优于YSU和MYJ方案,但是3种参数化方案对边界层内风速均存在高估(高估可达2.6m/s);基于临界垂直湍流交换系数方法定义的边界层高度更能反映大气的垂直扩散能力,MYJ方案边界层高度最小,其模拟的PM2.5浓度最高;MYJ方案对于地面风速的高估,会降低模拟的区域整体PM2.5浓度,但是会增加风速较大区域下风向的PM2.5浓度;ACM2方案对边界层垂直廓线模拟最好,夜间底层垂直湍流交换系数计算值较大,使得ACM2方案对于本次过程中PM2.5等污染物的模拟优于MYJ和YSU方案.

边界层参数化方案；空气质量模式；污染过程模拟；垂直湍流交换系数；京津冀

随着工业化和城市化的快速发展,京津冀地区成为中国空气污染最重的地区……