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1、南京大学学报(自然科学)第45卷第6期Vol.45,No.6JOURNALOFNANJINGUNIVERSITY2009年11月Nov.2009(NATURALSCIENCES)*精细城市边界层模式的建立及应用研究**蒋维楣,周荣卫,刘红年(南京大学大气科学学院,南京,210093)摘要:本文建立了一个精细城市边界层模式,它是针对小型城市模拟应用特点,并在原有较粗网格区域边界层模式及模拟应用的基础上建立的.与原有模式相比,新建模式(1)加入水汽过程,(2)引入了热力粗糙度,(3)考虑了城市人为热源对城市地表能量平衡的贡献及其对城市热岛
2、的影响,(4)考虑了城市冠层建筑物的动力拖曵力作用.运用建立的模式分别以北京东南部12km18km范围的一块市区和一个卫星城镇(即亦庄,范围105km67km)进行了实际模拟试验.通过模拟所获的城市地区地面气温、风速和比湿结果与当地自动气象站观测资料进行比对,结果表明:模式能较好地表征气象条件的日变化规律,模拟结果与实测数据间的相对平均偏差(FB):地面气温为002,风速为013,空气比湿为009.模拟研究了小型城市气象环境的诊断与分析.还分析研究了城乡地区之间气象环境和地面能量平衡的不同特性.取得了良好效果.关键词:城市边界层,高分辨率,
3、数值模拟,地表能量平衡,热力粗糙度中图分类号:P264DevelopmentandapplicationsofafineurbanboundarylayermodelJiangWei-Mei,ZhouRong-Wei,LiuHong-Nian(AtmosphericScienceSchool,NanjingUniversity,Nanjing,210093,China)Abstract:Afineurbanboundarylayermodelhasbeendevelopedinthepaper,whichisbasedonthecharacterist
4、icsoftownandtheoriginalcoarse-resolutionregionalboundarylayermodelaswell.Itisathree-dimensionalnonhydrostaticdiagnosticnumericalmodelintheterrain-followingcoordinatesystem.TheE-closureschemewasusedinthemodel.Comparedwiththeformermodel,thenewmodelshowsdifferencesinthefollowingaspe
5、cts:1)themoistureprocess,2)heatroughnesslength,3)thecontributionofurbananthropogenicheattourbansurfaceenergybalanceanditsimpactonurbanheatisland,4)thedynamicaldrageffectoftheurbanbuildings.Twocasesweresimulatedbythisnewdevelopedmodel.OneisforthesoutheastregionofBeijingcitywhoseare
6、ais12km18kmandtheotheroneisforasatellitetownwhichisonly105km67kminsize.Thesimulatedresultsofnearsurfacetemperature,windspeedandspecifichumidityareinreasonableagreementwiththeobservationalresultsofautomaticweatherstations,andtheyactuallyreflectthediurnalvariationofthemeteorolog
7、icalenvironment.Thefractionmeanbiasofnearsurfacetemperatureisonly002,013and009forwindspeedandspecifichumidityrespectively.Inthisstudythediurnalvariationofthemeteorologicalenvironmentisdiagnosedandanalyzed.The*基金项目:国家自然科学基金(40775014,40805004)收稿日期:2009-03-27**通讯联系人,E-mail:wmjiang
8、06@jsmail.com.cn770南京大学学报(自然科学)
