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基于WRF/UCM的福州市典型海陆风天气条件下风环境数值模拟试验

WRF/UCM，海陆风, 误差分析，风向相符率

    为研究城市冠层模式在福州市城市风环境的模拟效果，本文以海陆风天气作为典型天气，其中典型海陆风天气根据福州国家基准气候站一天中2点和14点的风向角度差在90°-270°之间、海风风向为E、ESE、SE、SSE、S、陆风风向符合N、NNW、NW、WNW、W、海风和陆风分别在一天中09时至20时和21时至次日08时连续出现4次及以上、各时刻风速均高于0.3m/s这五个原则，从2016年四季代表月共挑选5天典型海陆风日作为研究对象。采用WRF耦合的单层城市冠层模式（UCM）对选取的福州典型海陆风日地面风场进行数值模拟试验。为更好地评估福州市地面风场的模拟效果，根据地形特点和城市分布特征对福州市划分为鼓楼晋安区、仓山区、闽侯县、长乐市区和长乐沿海为五个片区。以福州市4个国家级长期气象观测站（福州站、晋安站、长乐站和闽侯站）及代表性的41个区域自动气象观测站的地面风场资料作为实测值，运用相关分析、误差分析和风向相符率等方法对模式结果进行检验。结果表明：模式模拟的风速与福州各气象站风速的相关系数为0.509，表现出一定程度的正相关关系，风速的平均偏差（bias）、均方根误差（RMSE）和标准偏差（STDE）分别为1.1m/s、2.0 m/s和1.6 m/s。其中福州市区的仓山区及靠海的长乐沿海区和长乐市区与实测风速相关性较高，鼓楼晋安片区的离散程度较大；风速误差值长乐市区和鼓楼晋安区较小。从风向的模拟效果来看，模式与福州各气象站的风向相符率为31.0%，其中长乐沿海区、长乐市区和仓山区风向相符率较高。从海陆风特性来看，福州各片区海风风向相符率为45.4%，较符合实测风风向，陆风风向相符率仅为17.8%。综合以上分析表明，WRF耦合的单层城市冠层模式在福州靠海的长乐市区和长乐沿海片区以及福州城区仓山区的模拟结果能够作为福州市海风环境下城市风场研究的参考依据。

备注：

基金项目：福建省气象局青年科技专项（2019Q08）