多模式对美国中部草原大气边界层模拟的对比分析 - 安全与环境工程.PDFVIP

第３４卷　第４期 干　旱　气　象 Ｖｏｌ．３４　Ｎｏ．４ ２０１６年８月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ Ａｕｇ，２０１６ 黄文彦，吴建秋，吴晶璐，等．多模式对美国中部草原大气边界层模拟的对比分析［Ｊ］．干旱气象，２０１６，３４（４）：７１０－７１７，［ＨＵＡＮＧＷｅｎｙａｎ，ＷＵ Ｊｉａｎｑｉｕ，ＷＵＪｉｎｇｌｕ，ｅｔａｌ．ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＢｏｕｎｄａｒｙＬａｙｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｂｙＭｕｌｔｉｐｌｅＭｏｄｅｌｓｏｖｅｒＧｒａｓｓｌａｎｄｉｎＣｅｎｔｒａｌＵＳＡ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，２０１６，３４（４）：７１０－７１７］，ＤＯＩ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７６３９（２０１６）－０４－０７１０ 多模式对美国中部草原大气边界层模拟的对比分析 黄文彦，吴建秋，吴晶璐，陈渤黎，雷正翠 （江苏省常州市气象局，江苏　常州　２１３０２２） 摘　要：利用ＤＩＣＥ试验的４个大气模式（ＵＭ、ＧＥＭ、ＬＭＤ和ＷＲＦ）模拟结果，结合探空资料，对比分 析了不同模式对１９９９年１０月２３—２６日美国中部草原白天对流边界层和夜间稳定边界层的模拟效 果。结果表明：对于白天对流边界层，不同模式之间存在明显差异，这与各自的边界层参数化方案密 切相关。其中，ＵＭ和ＬＭＤ模式中，边界层和自由大气之间强的卷夹作用导致了偏强的湍流混合，进 而使模拟的混合层高度高于观测值；ＧＥＭ模式模拟的白天湍流混合偏弱，边界层为不稳定的大气层 结，且模拟的风速在边界层中随高度基本呈递增趋势，但与观测值差异较大；所有模式中ＷＲＦ模式 模拟效果最佳，成功模拟出２４日边界层与自由大气之间的水汽干层和低风速区。对于夜间稳定边界 层，不同模式之间差异较小。其中，ＵＭ和ＧＥＭ模式模拟的２４、２５日夜间低空急流偏弱，而ＬＭＤ和 ＷＲＦ模式模拟的夜间低空急流更接近实况。 关键词：边界层；湍流混合；卷夹作用；夜间低空急流；多模式对比 文章编号：１００６－７６３９（２０１６）－０４－０７１０－０８　ＤＯＩ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７６３９（２０１６）－０４－０７１０ 中图分类号：Ｐ４０４　　　　　　　文献标识码：Ａ ［１５］ 引　言 湿度偏高。张龙等 在ＷＲＦ模式中选用了不同的 边界层参数化方案模拟黄土高原冬季地面气象要素 大气边界层主要指大气下界面中受地表影响较 的日变化，结果表明不同方案模拟出的风速和气温 明显的气层，其主要特征是大气湍流运动显著。大 ［１６］ 存在较大差异。罗峰等 利用ＷＲＦ模式在有云条 气边界层是整个大气层的重要组成部分，地球表面 件下使用不同边界层参数化方案模拟安徽寿县的边 的热量和水汽最先从地表进入大气边界层中，然后 界层结构，得出白天非局地边界层方案模拟的位温 通过边界层中的湍流输送到达更高高度。因此，边 ［１７］ ［１－２］ 和水汽廓线较局地方案更为合理。刘晓冉等 研 界层中的大气状态与污染物的扩散 、暴雨的发 ［３－６］