城市陆面模式设计及检验

针对城市冠层模式(Urban Canopy Model,UCM)的各种局限性,本文首次提出整体城市陆面模式(Bulk Urbanized Land Surface Model,BULSM)的概念,即在现有先进的陆面模式的基础上直接构建城市陆面模式。本文在通用陆面模式(Common Land Model,CoLM)基础上构建整体城市陆面模式,根据城市的特点对CoLM进行了发展和重新参数化。模式采用高分辨率地表分类数据;改进了模式的地表能量平衡方程与水分平衡方程;对反照率、城市地表粗糙度、城市大气廓线、城市人为热、不透水面水分蒸发及积水深度等进行了重新参数化。模式保留了CoLM在自然下垫面的全部特性,加强了CoLM在城市或人为下垫面的模拟和预报能力。区域验证以及与CoLM对比结果表明整体城市陆面模式模拟结果能够显示出北京城区各参数的空间精细化分布情况,能够反映出地表分类对模拟结果的影响。单站点验证以及与CoLM和高分辨率城市陆面同化系统(u-HRLDAS)对比结果表明整体城市陆面模式地表温度模拟结果与CoLM相比有很大提高;和u-HRLDAS相比大部分站点地表温度模拟结果也有一定的改进。

城市陆面模式研究进展与展望

城市陆面模式对于城市精细化天气预报以及城市化气候效应研究至关重要。从城市陆面模式发展、城市陆面模式参数化、城市陆面模式同化、城市陆面模式应用等四个方面总结了近年来国内外城市陆面模式研究进展。指出了当前城市陆面模式发展所面临的主要问题,并且提出了今后进一步研究的主要方向。

城市地表特征数值模拟研究进展

城市化改变了城市地区和周边区域热力、动力以及水文气象过程,从而对地表与大气相互作用产生一系列复杂的影响。目前,我国正处于城镇化的快速发展阶段,城市地表特征及其气候效应研究对于建设生态宜居城市非常重要。从城市地表特征观测与分析研究、城市下垫面特征变化对天气气候的影响途径及机理以及城市陆面模式发展3个方面总结了近年来国内外城市地表特征数值模拟研究进展。指出了当前城市地表特征数值模拟研究存在的一些问题,并且提出了今后进一步研究发展的主要方向。