起沙方案及Nudging对中国西北沙尘模拟的影响

利用耦合了AFWA和Shao04起沙参数化方案的WRF-Chem模式结合Nudging方法,对2020年4月9~11日发生在我国西北地区的一次沙尘天气过程进行模拟,结合地面及卫星观测数据,对模式模拟沙尘的能力进行了初步验证,分析了不同起沙方案及其结合Nudging方法后对模式模拟结果的影响。结果表明,2种起沙方案均有能力再现此次沙尘天气过程,开启Nudging后2种方案模拟出的沙尘分布结果都有所改进。对于地面沙尘模拟,在沙尘源区不开Nudging的模式模拟结果更接近观测,在沙尘影响区开启Nudging后的模拟结果更优。整体而言,结合了Nudging方法的Shao04起沙方案对我国西北地区的沙尘过程具有更好的模拟能力。Nudging方法对模式模拟风场的能力改进较为明显,从而提高了模式对沙尘的模拟能力。

北京市沙尘天气过程对气温的影响

基于北京市空气质量数据、地面气象数据、ERA5再分析资料和探空数据,以2021年春季两次沙尘天气过程为例,研究沙尘天气过程在白天和夜晚对气温、气温垂直廓线和逆温层的影响,结果表明,沙尘天气导致白天地面明显降温,夜间却增温.5月6日沙尘天气过程白天的降温幅度大于夜间增温幅度.沙尘气溶胶影响太阳辐射过程,使得气温垂直廓线发生明显变化,导致大气稳定度增加.颗粒物质量浓度峰值越大,大气层结越稳定.白天大气层结更稳定,大气低层有较强逆温层出现,对流层低层至对流层内部增温(8.3℃)、对流层顶为降温(-6.2℃).两次沙尘过程都有强逆温层出现.大气低层的强逆温层强度达1.8℃/100m,等温层厚度不超过100m.