166 / 2023-03-30 23:16:38

城市冠层模式和精细建筑形态学参数对中国超大城市群近地面气象要素的模拟评估

城市冠层模式,10 m风速,建筑形态学参数,2 m气温,数值模拟

  城市冠层模式和城市冠层参数对精细化城市天气预报至关重要。本研究基于WRF的高分辨率（3km）区域数值预报模式框架，以夏季为例，设计多组敏感性试验，利用加密自动气象站评估了不同城市冠层模式和高精度城市建筑形态学参数集（UCPs）对中国两个超大城市群（长三角和珠三角）近地面气象要素模拟的影响。结果表明各组试验都能较好地再现城市地区近地面气象要素分布特征。建筑高度设置较真实的单层城市冠层模式（SLUCM）在长三角和珠三角地区分别具有增加冷偏差、减小暖偏差的降温效应;多层城市冠层模式(BEP)模拟的2 m温度(t₂)略好于SLUCM。建筑高度优化后的SLUCM显著降低了对10 m风速(ws₁₀)的高估。在整个区域的ws₁₀全天模拟中，BEP方案明显优于SLUCM方案。在BEP中使用高精度空间异质性UCPs仅对t₂和ws₁₀模拟有轻微改善，这可能是由于对低层建筑和高层建筑区域的相反影响相互抵消的结果。行星边界层(PBL)方案对长三角城市群SLUCM的模拟性能有很大影响:与YSU方案相比，Boulac方案改善了夜间t₂的低估。该研究可为城市冠层模式应用于区域数值预报模式提供科学指导，并提高对城市区域关键物理过程的理解。