城市化进程对北京区域气象场的影响模拟.pdfVIP

第 23 卷 第 3 期 气 象 与 环 境 学 报 Vol23 No 3 　　　　　 2007 年 6 月 J OU RNAL OF M E TEOROL O GY AND EN V IRON M EN T 　　　　 J une 2007 城市化进程对北京区域气象场的影响模拟 1 1 2 高媛媛 　何金海 　王自发 　 ( 1 南京信息工程大学大气科学学院 ,南京 2 10044 ; 2 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室 ,北京 100029) 　　摘 　要 :城市化所导致的下垫面的改变会直接影响局地气象 。根据北京城市测绘院提供的北京市楼房建筑平均高度资料 , ( ) 利用中尺度数值模式 MM5V3 模拟了城市化进程引起的气象效应 ,并与奥林匹克公园站等 6 个地面观测资料进行了比较 。结 果表明:MM5V3 可以很好地模拟下垫面类型改变导致的气象效应 ,城市升温效果获得了较好的体现 ,风速模拟值减小 ,风向的 模拟得到较明显的改善 ,气压和风速的统计偏差也明显减小 。分析结果还揭示了稳定天气条件下北京地区气象场的模拟及实 时预报必须考虑精细化的地形及下垫面状况 。 关键词 :城市化进程 ;下垫面改变 ;MM5 ;气象场模拟 实时预报结果提供参考 。 1 　引言 2 　模式介绍与参数设定 城市化进程直接导致城区的扩大以及建筑楼群 的快速增多 ,使得城市土壤类型和下垫面性质发生 本文采用 PSL/ N CA R 发展的第 5 代中尺度数 了根本的变化 。城市局地气象场不可避免地受到城 值模 式第 3 版 , 简称 为 MM5V3 ( Fift hgeneration 市化的影响 ,对之进行研究有着重要的作用和意义 。 Penn. St ate/ N CA R Meso scale Model Ver sion 3) [ 15 ] 。 近年来针对城市化进程的温度效应已有大量研 水平方向利用嵌套技术 ,设置了从东亚到中国北京 究[ 1 - 8 ] ,包括不同城市下垫面的地表温度分析[9 ] 、城 的4 重嵌套区域 ,粗网格中心点位于 35°N ,110°E ,第 市化指数与热岛强度的关系[ 10 ] 、城市发展指数与城 1 个区域为东亚地区 ,水平分辨率为 81 km ;第 2 个 市热岛效应关系[ 11 ] 、城市化进程对城市热岛效应的 区域为华北地区 ,水平分辨率为 27 km ;第 3 个区域 影响[ 12 ] 、采用 MM5V3 模拟城市化对风场和温度场 为京津冀地区 ,水平分辨率为 9 km ;第 4 个区域为北 的影响[ 13 ,14 ] 。这些研究大大增进了人们对城市化 京周边地区 ,水平分辨率为 3 km 。 气象效应的理解 ,有助于更好地预测城市化的气象 模式垂直方向取为 23 层 ,顶层气压为 100 h Pa 。 效应 。但由于缺乏真实的下垫面资料 ,关于城市化 地形资料采用全球 30 s 高分辨率地形资料 , U SGS 气象效应的模拟大多还停留在情景模拟方面 ,还没 的25 类地表类型 。采用的主要物理过程 :前 3 个区 有开展城市化气象效应的预测研究 。2008 年第 29 域采用 Grell 积云参数化方案 ,第 4 区域不使用积云 届奥运会将在北京举行 ,具有 良好的空气质量已经 参数化方案 ,MRF 行星边界层方案 , 简单冰相显式 成为北京奥运会举办成功的关键因素之一 。而污染 水汽方案 ,考虑地表和大气的云辐射