京津冀地区大气局地环流耦合效应的数值模拟-中国气象局国家气候.PDFVIP

中国科学 D 辑 :地球科学 2009 年 第 39 卷 第 1 期 : 88 ~ 98 SCIENCE IN CHINA PRESS 京津冀地区大气局地环流耦合效应的数值模拟 ①②③* ①② ② ② ③ ①④ ①② 刘树华 , 刘振鑫 , 李炬 , 王迎春 , 马雁军 , 刘和平 , 盛黎 , 梁福明① ① ① , 辛国君 , 王建华 ① 北京大学物理学院大气科学系, 北京 100871; ② 中国气象局北京城市气象研究所, 北京 100089; ③ 中国气象局沈阳大气环境研究所, 沈阳 110016; ④ Department of Physics, Atmospheric Science General Science, Jackson State University, P. O. Box 17660, Jackson, MS 39217-0195, USA * E-mail: lshuhua@ 收稿日期: 2008-05-05; 接受日期: 2008-10-09 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金(编号: IUMKY200701)、科学技术部公益性行业(气象)科研专项基金(编号: GYHY200806020, GYHY200706004)、中国气象局气象新技术推广项目(编号: CMATG2007M15)和中国气象局北京城市气象研究所城市气象科学研究基金(编号: UMRF200702)资助 摘要 应用中尺度非静力模式 MM5.V3, 采用三层双向嵌套技术, 模拟了京津冀地区不同 关键词 季节温度场和风速场等边界层特征量及其变化特征. 模拟结果表明: (1) 在弱天气系统控制 京津冀地区 下, 该地区大气边界层中可同时存在海陆风、山谷风和“城市热岛”环流, 同时三者还存在明 山谷风 显的耦合效应; (2) 海陆风环流极盛时可深入陆地 200 km 左右, 山谷风环流的影响最大可覆 海陆风 盖北京区域内的平原地区, 而“城市热岛”环流则发生在城市中心几十公里范围内, 并对前两 “城市热岛”环流 个环流起明显的削弱作用; (3) 三者的演化均存在日变化特征, 且前两者的相位相差约 6 h 左 数值模拟 右; (4) 上述三种环流的耦合结果使一年内京津冀地区边界层环流形势大致可分成春夏型与 秋冬型, 在一天内又可分为凌晨至上午的平原风和下午至深夜的山地风; (5) 上述三种环流 的耦合在该地区西北部山地与平原的交接地带形成一条大致沿地形等高线走向的风场辐合 带, 即所谓的污染物汇聚带. 这条水平风辐合带几乎常年存在, 其下端一直向西南方向延伸 直到和另一条平行于太行山走向的水平风辐合带汇合, 从而对北京地区大气污染物的积聚与 输运可能产生重要影响. 京津冀地区位于环渤海区域的西部, 是环渤海 场不仅受到山谷风、城市热岛环流的相互作用, 还受 经济区的中枢. 由地理环境形成的山谷风、海陆风和 海陆风环流的影响. 三者对京津冀地区大气边界层 城市热岛环流对该地区的环境、气候和天气产生着重 特性、区域气候及区域环境都产生了很大的影响, 这 要影响. 北京位于华北平原北端, 其南、东南方向地 些影响直接关系到该地区的可持续发展及北京城市 势平坦, 北、西北背靠燕山山脉和太行山脉, 东临天 的宜居性. 因此, 京津冀地区大气环流耦合效应的数 津、塘沽沿海城市. 天津紧邻渤海湾西部, 位于北京 值模拟研究, 对中国城市化发展对区域气候和环境 东南方向, 距北京百余公里. 河北唐山市在北京东