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《北京穩(wěn)定天氣條件下城市邊界層環(huán)流特征數(shù)值研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、維普資訊http://www.cqvip.com第33卷第6期氣象科技v01.33.NO.62005年12月METEOROL0GICALSCIENCEANDTECHNOLOGYDeC.2005北京穩(wěn)定天氣條件下城市邊界層環(huán)流特征數(shù)值研究仲躋芹張朝林范水勇(中國氣象局北京城市氣象研究所,北京100089)摘要采用科羅拉多大學和MRC/ASTER共同開發(fā)的區(qū)域大氣模擬系統(tǒng)(RAMS)對北京地區(qū)穩(wěn)定天氣條件下的個例進行數(shù)值模擬,通過對數(shù)值模擬結果與觀測事實的比較以及敏感性試驗,分析了北京城市邊界層環(huán)流特征和環(huán)流影響因子在環(huán)流發(fā)展過程中的作用。結果表明:①在山谷風環(huán)流和熱
2、島環(huán)流相互作用下形成了北京城市邊界層流場特有的局地環(huán)流。②熱島中心在決定邊界層環(huán)流的輻合區(qū)位置上起相對較大的作用,邊界層環(huán)流的強度和發(fā)展高度由山谷風強度和熱島強度共同決定。關鍵詞城市邊界層邊界層環(huán)流山谷風環(huán)流熱島環(huán)流數(shù)值模擬冬季風場和溫度場進行了數(shù)值研究,指出冬季近地引言面風場是山谷風環(huán)流和城市熱島環(huán)流共同作用的結城市中絕大部分自然植被被建筑物、道路所代果。苗曼倩等_5J用一個三維中尺度模式研究了長替,城市中人類生產生活產生大量熱量,城市工業(yè)生江三角洲夏季海陸風與城市熱島環(huán)流的相互作用。產和交通運輸排放大量煙塵和氣溶膠,城市化產生李維亮等_6使用一個細網(wǎng)格區(qū)域氣象
3、模式也就長的效應影響著城市邊界層氣象場,使其呈現(xiàn)出獨特江三角洲城市熱島與太湖對局地環(huán)流的影響做了分的分布特征。城市邊界層的結構特征及城市局地環(huán)析研究,討論了海陸風、湖陸風和城市熱島之間的相流問題越來越引起廣大氣象學者的注意?;プ饔谩V佘Q芹_7使用RAMS模式對北京地區(qū)的2O世紀8O年代和9O年代前期,很多學者使用邊界層熱島進行數(shù)值模擬,較好地模擬出復雜地形二維邊界層模式對中國非均勻下墊面上的邊界層結下城市邊界層的氣象環(huán)境。但以前的工作少有涉及構和環(huán)流進行了數(shù)值研究。桑建國?從大氣熱力北京穩(wěn)定天氣條件下的城市邊界層環(huán)流特征的數(shù)值一動力學方程組出發(fā),分析了單純由于城市
4、的加熱研究。作用引起的熱島環(huán)流特征。討論了環(huán)流強度和溫度北京地處華北平原北部,西、北及東北面鄰山,空間分布與背景大氣的穩(wěn)定度和平均風速的關系。城區(qū)及其東南面地勢平坦,形成了“簸箕型”地形,地苗曼倩等_2]運用一個陸面過程和二維大氣邊界層形強迫對北京地區(qū)流場有很大影響。由于城市化的過程相耦合模式,研究了植被不均勻造成的邊界層發(fā)展,城近郊區(qū)與遠郊間不同下墊面上動力、熱力性結構特征和局地環(huán)流及其晝夜變化。葉卓佳_3J等質的差異也產生各種作用。這種復雜的地形、城市利用非線性非定常二維數(shù)值模式,研究夜間氣流流化效應和大尺度氣象場相互作用形成了北京地區(qū)特經(jīng)城市上空所引起的風場
5、、溫度場和垂直渦旋擴散有的局地環(huán)流,而且各種作用的相對重要性隨時間參數(shù)的調整,以及城市熱島環(huán)流發(fā)展演變。從9O年而變化,造成了邊界層局地環(huán)流的時間空間變化。代后期,人們轉而使用三維中尺度模式來對城市的因此采用數(shù)值模式精細描述北京城市邊界層流場是局地環(huán)流及其與其它局地環(huán)流的相互作用進行數(shù)值很有必要的。本文采用科羅拉多大學和MRC/研究。安興琴_4J等使用MM5V3對山谷城市蘭州ASTER共同開發(fā)的區(qū)域大氣模擬系統(tǒng)(RAMS)對北京市科委項目“奧運會氣象保障科學技術試驗與研究——02子課題城市氣象精細預報技術研究”資助作者簡介:仲躋芹,女,1975年生,碩士,工程師,
6、主要從事精細數(shù)值預報研究,Email:jqzhong@ium.ell收稿日期:2005年5月19日;定稿日期:2005年9月21日維普資訊http://www.cqvip.com氣象科技第33卷穩(wěn)定天氣條件下的北京城市邊界層環(huán)流進行了數(shù)值空站只有北京54511(39.8。N,116.5。E)一個站,由模擬,與相應觀測進行了比較,并通過敏感性試驗定于該探空資料中特性層上只有溫度和露點數(shù)據(jù),而性分析了地形強迫和城市化效應對城市邊界層局地RAMS模式要求各探空層上的溫度、露點、風向、風環(huán)流的影響。速及位勢高度等要素,所以所選用的資料只是54511站探空報文中規(guī)定層上的要
7、素。1模式介紹文中還對北京地區(qū)19個地面觀測站的觀測與本文中使用科羅拉多大學和MRC/ASTER共模擬結果進行了比較。同開發(fā)的區(qū)域大氣模擬系統(tǒng)RAMS進行數(shù)值研究。2.2數(shù)值試驗結果分析在本文的數(shù)值試驗中,模式輻射參數(shù)化采用Chen山谷風通常是在一般環(huán)流微弱的少云天最為明與Cotton(1988)輻射方案;對流參數(shù)化采用Trem—顯。在山區(qū),白天由于谷地和坡地的空氣比同高度back(1990)的修正KUO積云對流方案;陸面過程自由大氣增溫多、溫度高,使空氣沿坡上升成為谷采用Tremback與Kessler(1985)的6層土壤一植風,夜間由于下墊面輻射冷卻,鄰近的
8、空氣迅速變