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香港地区海陆风的显式模拟研究 陈训来“’王安宇…李江南“’刘吉…林文实“’ 冯瑞权∽ (1中山大学季风与环境研究中心／大气科学系，广州510275) (2澳门地球物理暨气象局．澳门) 摘要：利用删5模式对香港地区的海陆风进行了显式数值研究，模拟的风向：风速和温度与站点的观 测值比较一致，较详细地分析了海陆风的日变化规律和三维结构特征，结果显示香港地区海风分布复杂． 主要受偏西、偏南和偏东海风气流的影响，形成多个辐合带．海风锋最远可以深入内陆约90km：陆风较简 单．主要是偏北气流，陆风的风速和强度都比海风要弱，与山谷风、城市热岛环流等形成弱的辐台。香港 是一个海岸曲折、多丘陵的地区．其中75％的面积是I川要，为了研究这些丘陵地形对香港地区海陆风的影 响，设计了保留海陆分布，去掉丘陵地形的敏感性试验．结果表明，由于丘陵地形的存在，在白天地形的 热力作用是主要的，增强了海j)cL的强度：而晚上动力阻挡作用比较明显，减弱了陆风的强度。 关键词：海陆风、三维结构、地形作用 海陆风环流是世界沿海地区最突出的中尺度特征之一。它是由于下垫面加热不均匀而产 生的大气次级环流，是沿海地区特有的中尺度系统。沿海地区有许多工业城市，工业生产过 程中排放的污染物质的输送和扩散与海陆风的关系极为密切。海陆风局地环流对污染物循环 和往复作用可以引起大气污染，以及存在热内边界层时产生海岸线熏烟污染等。海陆风深深 地影响着这些沿海城市的天气形势．以及城市的空气质量。因此海陆风现象受到国内外气象 学者普遍的重视¨-”。 ～香港是珠江三角洲地区的重要城市之一，属岭南丘陵的延伸部分，地形十分复杂，其 中75％的地区是山区。三面环海，北面是深圳市，东面是大鹏湾，西面为珠江u，南面是 中国南海，有众多的岛屿和复杂的海岸线(图1)。海陆风是香港地厦常见的一种天气现象， 根据对香港10年(1980．1989)的气象资料进行统计分析，每年约有90天以上的时问会出 现海陆风【”。张铭等‘41利用一维的M∞s模式对海陆风进行了诊断分析，结果表明香港地形 对海陆风的影响不仅有热力作用，而且还有动力作用。但由于他使用的模式较简单，没有诊 断出香港海陆风的垂直环流结构特征，关于地形影响的讨论也只能在一维的层面上。本文利 基金项日；国家自然科学基金资助项目；广西科学攻关项目(0322022—4) 用较复杂的高分辨率的中尺度气象模式对香港地区的海陆风进行了显式数值模拟，着重分析 了海陆风的三维结构及演变规律，并讨论复杂的丘陵地形对海陆风演变的影响。 1j撼“ l r-，_▲∈ ‘Ⅷ …慝瓤銎 ● ■ 啪。}燃：嗍}醌豫易戮醋 太屿山 叼 茏 22’la“ 争 埔_叠蚺t 一一币符_—。．存衙E 图l模式中第四层嵌套的区域范围及香港地形高度(m)图2气象站位置图 Thefounh NestcddomainsofMM5model Locationof weatherstations Fi91 systcm柚d Fig．2 HongKoog’s HongKongIopography(m) l、模式设计和天气背景 数值试验采用的是美国国家大气研究中心(NcAR)和宾州大学联合研制的第五代中尺 度模式(MM5)。MM5是非静力平衡的中尺度模式，具有较高分辨率，考虑了较真实的地 形和下垫面分类资料，包括了比较完整的物理过程，是目前世界上最先进的中尺度气象数值 模式之一。有关模式的细节可参考文献【5】。近年来，利用MM5模式进行有关珠江三角洲地 区海陆风的研究也比较多‘