王安庭,李煜斌*,赵 纯,杜秋燕,王晓东,高志球 (.南京信息工程大学大气物理学院,江苏 南京 0044；.中国科学技术大学地球与空间科学学院,安徽 合肥 3006)

PM2.5是大气污染的重要污染物之一[1-3].准确模拟 PM2.5浓度是开展气象预报业务、保障生产生活的重要基础[4-6].大气污染物主要集中于大气边界层[7-10],大气边界层中的湍流输运是污染物扩散的主要机制[11-14].湍流的发生和发展受制于大气边界层的动力和热力学结构[15],如小风稳定层结大气将抑制湍流,进而可能导致强污染事件[16-17],而在大风或对流性天气的控制下,湍流发展旺盛,通常空气污染的程度也相对较低[18].因此,数值模式中污染物浓度的模拟结果对边界层物理状态和物理过程的刻画十分敏感[19-21].

国内学者对不同边界层方案在不同地区的污染物浓度模拟表现开展了一系列研究.徐敬等[22]和王继康等[23]在华北地区对比了 YSU[24]、MYJ[25]和ACM2[26]对臭氧和 PM2.5模拟的影响,均发现局地闭合的 MYJ方案模拟所得白天边界层污染物浓度明显高于具有非局地闭合项的YSU方案和ACM2方案.这一现象在董春卿等[27]于山西地区对比YSU和MYJ方案的研究中并不明显,这可能与局地下垫面条件、气象背景及污染物平流输送强度有关.蔡子颖等[28]对比了 YSU、MYJ、BL[29]和 MYNN3[30]方案对天津地区PM2.5的预报效果,发现晴空和大风天气BL方案表现较优,阴天和小风天气则YSU和MYJ方案较为理想.Zhao等[31]对比了 YSU、MYJ和ACM2对京津冀地区2015年夏季模拟的臭氧浓度,发现不同边界层方案可导致超过 20%的浓度模拟……