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更新時(shí)間：2025.01.04
城市建筑物對(duì)城市邊界層三維結(jié)構(gòu)影響的數(shù)值模擬

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設(shè)計(jì)了一個(gè)考慮城市建筑物動(dòng)力作用和人為熱量影響的城市邊界層參數(shù)化方案(UBP),并將之耦合到新一代中尺度模式WRF中。利用WRF/UBP模式對(duì)北京地區(qū)夏季晴空下邊界層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,并與不考慮建筑物及人為熱源影響的MYJ方案的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,UBP方案模擬的邊界層結(jié)構(gòu)反映了城市下墊面作用下的邊界層結(jié)構(gòu)特征,近地面層風(fēng)場(chǎng)和溫度場(chǎng)的模擬與自動(dòng)氣象站的觀測(cè)結(jié)果更為接近。人為熱源使得城市熱島效應(yīng)增強(qiáng),診斷分析顯示由于夜間為穩(wěn)定邊界層,而白天邊界層發(fā)展,湍流輸送加強(qiáng),熱島效應(yīng)的日變化與人為熱源的日變化有明顯的反相關(guān)。另外,對(duì)湍流動(dòng)能和邊界層高度也進(jìn)行了對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)城市建筑物使得湍流動(dòng)能增加,夜間邊界層高度有明顯升高。研究表明,考慮了建筑物影響的UBP方案大大改善了模式對(duì)于城市近地面要素的模擬能力,對(duì)城市邊界層的描述更為合理。

城市建筑物對(duì)城市邊界層三維結(jié)構(gòu)影響的數(shù)值模擬

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設(shè)計(jì)了一個(gè)考慮城市建筑物動(dòng)力作用和人為熱量影響的城市邊界層參數(shù)化方案(UBP),并將之耦合到新一代中尺度模式WRF中。利用WRF/UBP模式對(duì)北京地區(qū)夏季晴空下邊界層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,并與不考慮建筑物及人為熱源影響的MYJ方案的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,UBP方案模擬的邊界層結(jié)構(gòu)反映了城市下墊面作用下的邊界層結(jié)構(gòu)特征,近地面層風(fēng)場(chǎng)和溫度場(chǎng)的模擬與自動(dòng)氣象站的觀測(cè)結(jié)果更為接近。人為熱源使得城市熱島效應(yīng)增強(qiáng),診斷分析顯示由于夜間為穩(wěn)定邊界層,而白天邊界層發(fā)展,湍流輸送加強(qiáng),熱島效應(yīng)的日變化與人為熱源的日變化有明顯的反相關(guān)。另外,對(duì)湍流動(dòng)能和邊界層高度也進(jìn)行了對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)城市建筑物使得湍流動(dòng)能增加,夜間邊界層高度有明顯升高。研究表明,考慮了建筑物影響的UBP方案大大改善了模式對(duì)于城市近地面要素的模擬能力,對(duì)城市邊界層的描述更為合理。

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