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京津唐城市群土地利用变化的区域增温效应模拟 被引量:25
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作者 崔耀平 刘纪远 +2 位作者 张学珍 秦耀辰 董金玮 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期993-1003,共11页
土地利用变化与大气相互作用,影响区域气候,而城市及其周边地区受人类活动影响很大,成为土地利用变化最为强烈的区域。利用耦合了城市冠层模型的中尺度大气模式(WRF/UCM),在2008年的初始大气条件和边界条件下,用20世纪70年代后期和2008... 土地利用变化与大气相互作用,影响区域气候,而城市及其周边地区受人类活动影响很大,成为土地利用变化最为强烈的区域。利用耦合了城市冠层模型的中尺度大气模式(WRF/UCM),在2008年的初始大气条件和边界条件下,用20世纪70年代后期和2008年两期京津唐地区土地利用资料替换WRF/UCM模式推荐的地表覆盖数据,模拟分析不同土地利用类型及其变化对应的气候差异情况。在此过程中,利用插值方法(ANUSPLIN)得到京津唐及其周边26个气象站点观测气温的插值数据,并以此在时空尺度上对比验证了模式的模拟结果。结果表明:WRF/UCM较好地模拟出了近地表2 m的气温,无论在空间上还是在时间上都表现良好;由城市扩展主导的土地利用变化导致研究区大部分区域的增温幅度大于0.05℃,且最大的增温区域出现在城市扩展区,可达1.31℃。此外本研究初步探讨了土地利用变化的增温贡献率,结果显示研究区土地利用变化导致增温0.08℃,整体贡献率为9.88%,城市扩展区增温0.29℃,表示出了城市扩展导致的增温贡献率达到32.75%。 展开更多
关键词 LUCC 城市热岛 气候变化 WRF/UCM 城市扩展
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城市下垫面对河谷城市兰州冬季热岛效应及边界层结构的影响 被引量:25
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作者 王腾蛟 张镭 +2 位作者 张博凯 曹贤洁 王宏斌 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1115-1129,共15页
利用中尺度数值模式WRF耦合单层城市冠层模块UCM,引入2005年MODIS土地利用类型资料,在对2005年1月25—28日兰州市热岛现象进行高分辨率数值模拟的基础上,设计了去除城市下垫面敏感性试验,探讨了城市下垫面对城市边界层的影响程度。结果... 利用中尺度数值模式WRF耦合单层城市冠层模块UCM,引入2005年MODIS土地利用类型资料,在对2005年1月25—28日兰州市热岛现象进行高分辨率数值模拟的基础上,设计了去除城市下垫面敏感性试验,探讨了城市下垫面对城市边界层的影响程度。结果表明,城市下垫面能使近地层大气温度升高而风速减小,并且,在夜间表现更明显。由城市热岛强度日变化分析可知,城市下垫面对兰州市热岛强度的贡献率为44%。夜间,城市上空200 m以下的近地层大气保持了白天的混合层特征,热岛环流的上升运动促进了山风环流,使得上升气流到达地面以上600 m左右;白天,由于山峰加热效应,城市上空400—600 m存在一个脱地逆温层,城市热岛环流使得11—15时(北京时)市区近地层出现弱上升气流,抑制了谷风环流的形成及发展。城市下垫面的低反照率特性和建筑物的多次反射作用导致城市下垫面的净辐射通量大于非城市下垫面;城市下垫面由于建筑材料的不透水性,导致潜热通量远小于感热通量,而储热项所占比重明显增大。 展开更多
关键词 河谷城市 城市热岛效应 WRF模式 城市边界层
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北京夏季晴天边界层特征及城市下垫面对海风影响的数值模拟 被引量:29
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作者 张亦洲 苗世光 +1 位作者 戴永久 刘勇洪 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2558-2573,共16页
对耦合了Noah陆面模式和单层城市冠层模式的WRF(Weather Research and Forecasting)模式系统进行了改进和优化,通过对2010年8月6-7日北京地区晴天个例的模拟试验,检验了优化前后模式系统的模拟能力,分析研究了该个例中城市边界层的特征... 对耦合了Noah陆面模式和单层城市冠层模式的WRF(Weather Research and Forecasting)模式系统进行了改进和优化,通过对2010年8月6-7日北京地区晴天个例的模拟试验,检验了优化前后模式系统的模拟能力,分析研究了该个例中城市边界层的特征及日变化.另外,使用优化后的模拟系统通过两组敏感性试验研究了京津城市下垫面对海风的影响.结果表明,优化方案能够显著提高模式系统对该个例的模拟性能,模式系统基本能够模拟出北京夏季边界层的日变化特征,精确的地表使用类型分类等地理信息数据对提高模式预报的准确度有着至关重要的作用,京津城市对海风的发展和推进过程有明显影响,能够阻碍海风的推进、加强风场的水平辐合和垂直上升气流,北京城市下垫面还能在海风到达前增加其强度和推进速度,并在海风经过后延缓其消亡、增加其推进距离. 展开更多
关键词 WRF模式 城市冠层模式 城市边界层 城市热岛 海风
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南京复杂下垫面条件下的三维城市热环境模拟 被引量:12
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作者 王咏薇 任侠 +2 位作者 翟雪飞 刘寿东 王成刚 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期525-535,共11页
运用WRF模式,选取考虑城市冠层结构(UCM算例)及不考虑城市冠层(NOUCM算例)两种城市下垫面参数化方案,对南京2010年夏季晴天小风典型天气条件下的城市热环境以及不同下垫面的边界层特征进行了模拟研究。结果表明:1)UCM方案模拟结果与实... 运用WRF模式,选取考虑城市冠层结构(UCM算例)及不考虑城市冠层(NOUCM算例)两种城市下垫面参数化方案,对南京2010年夏季晴天小风典型天气条件下的城市热环境以及不同下垫面的边界层特征进行了模拟研究。结果表明:1)UCM方案模拟结果与实际情况较为吻合。其中2 m气温的模拟有较大的改进,模拟结果明显高于NOUCM方案,与观测更为吻合,同时更好地模拟出了冠层建筑物对于近地层风速的拖曳,10 m风速的模拟有非常明显地提高。2)UCM方案较好地模拟出了城市的三维热岛分布。由于建筑物地表对辐射的截留,白天14时(北京时间,下同)热岛较强,地面2 m高度处热岛范围较大,热岛面积大约为120 km2,强度为2℃。同时建筑物的存在使得城市湍流动能更大,向上的垂直扩散增加,距地面20 m时,依然能看出明显的热岛效应,热岛强度为1.5℃。距地面55 m处,UCM模拟所得的热岛范围缩小,热岛强度为1.1℃。UCM模拟所得的白天地表热量的扩散影响可达143 m,02:00 2 m处热岛最强为2℃,热岛影响也可达70 m以上。3)不同下垫面呈现出了不同的边界层特征,城市冠层结构对周边下垫面边界层结构存在程度不等的影响,14:00城市区域的湍流混合更强,城市边界层高度升高100 m左右,02:00,城市冠层结构的存在,导致近郊庄稼下垫面及紫金山植被下垫面的稳定逆温层结明显减弱。 展开更多
关键词 WRF模式 城市冠层结构 三维热岛 复杂下垫面
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城市非均匀性对城市地表能量平衡和风温特性的影响 被引量:3
5
作者 宋玉强 刘红年 +2 位作者 王学远 张宁 孙鉴泞 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期810-819,共10页
为了研究城市的非均匀性对城市气象特征的影响,根据南京市landsat卫星资料的建筑密度分布特征,将南京市不同区域的城市分成:商业型城市、高密度城市、低密度城市.利用天气预报模式(WRF)模式针对南京地区非均匀城市类型分布进行了1年的... 为了研究城市的非均匀性对城市气象特征的影响,根据南京市landsat卫星资料的建筑密度分布特征,将南京市不同区域的城市分成:商业型城市、高密度城市、低密度城市.利用天气预报模式(WRF)模式针对南京地区非均匀城市类型分布进行了1年的高分辨率模拟,研究了城市非均匀性对城市地表能量平衡和城市热岛等气象特征的影响.研究结果表明:城市地表能量平衡和城市热岛等气象特征对城市非均匀性比较敏感,城市非均匀性导致平均城市感热、净辐射、热岛强度、城市郊区风速差减弱,而潜热增加.考虑城市的非均匀性之后,地表能量平衡各项以及温度、湿度、风场在城市区域的分布更加复杂,空间分布的方差和极值明显增加.如非均匀城市使平均感热、热岛强度和城市风速衰减分别下降了9.3 W·m-2、0.18℃和0.14m·s-1,潜热增加11.2 W·m-2;但非均匀城市使热岛强度、风速衰减、净辐射的最大值增加了0.28℃、0.28m·s-1和5.7·m-2.城市对于风速的衰减,会导致低空急流带的强度变小、厚度变薄. 展开更多
关键词 城市非均匀性 城市热岛 城市地表能量平衡
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城市非均匀性对城市气象特征影响的数值模拟 被引量:7
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作者 宋玉强 刘红年 +1 位作者 朱焱 王学远 《高原气象》 CSCD 北大核心 2014年第6期1579-1588,共10页
为了研究城市的非均匀性对城市气象特征的影响,根据南京市建筑密度分布特征,将南京市不同区域的城市分为商业型城市、高密度城市和低密度城市。利用WRF模拟研究南京地区城市类型的非均匀分布对城市气象特征的影响。结果表明,考虑城市的... 为了研究城市的非均匀性对城市气象特征的影响,根据南京市建筑密度分布特征,将南京市不同区域的城市分为商业型城市、高密度城市和低密度城市。利用WRF模拟研究南京地区城市类型的非均匀分布对城市气象特征的影响。结果表明,考虑城市的非均匀性之后,城市区域气温、热岛、相对湿度和风场表现出更加复杂的空间分布。在城市冠层的模拟中,均一或非均一城市类型对城市热岛等城市气象特征影响显著。模拟的城市平均热岛强度、平均干岛强度和平均风速衰减分别减小0.02℃、0.2%和0.11 m·s-1,但城市的最大城市热岛强度、最大干岛强度分别增加0.28℃和1.51%。非均一城市类型中的城市热岛、干岛和风速衰减的空间分布的方差分别增加0.06,2.08和0.28。 展开更多
关键词 WRF模式 城市非均匀性 城市热岛 城市气象特征
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北京城市下垫面对雾影响的数值模拟研究 被引量:5
7
作者 张亦洲 苗世光 +1 位作者 李青春 戴永久 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期22-36,共15页
为了探究北京城市下垫面对雾天气过程的影响,为北京地区雾数值预报水平的提高提供理论基础和科学依据,选取2011年10月29日北京地区雾天个例进行了数值模拟试验,通过对WRF/Noah/UCM模式系统中城市冠层参数的调整,显著改善了模式对此次雾... 为了探究北京城市下垫面对雾天气过程的影响,为北京地区雾数值预报水平的提高提供理论基础和科学依据,选取2011年10月29日北京地区雾天个例进行了数值模拟试验,通过对WRF/Noah/UCM模式系统中城市冠层参数的调整,显著改善了模式对此次雾天气过程的模拟效果.使用参数调整后的模式系统通过敏感性试验分析研究了北京城市下垫面对雾发生、发展和消散过程的影响.结果表明:参数调整后的WRF/Noah/UCM模式系统能够与实际观测较相符地模拟此次发生在北京地区的雾天气过程,北京城市下垫面主要通过对温度的改变对雾的形成、发展和消散产生显著影响,使雾不易在城市及其附近形成和发展,延后城市地区雾的形成,但城市的存在也使得城市地区及其附近雾不易消散,相较于没有城市时消散时间延后. 展开更多
关键词 WRF模式 城市冠层模式 城市热岛 城市下垫面
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城市化对昆明一次强降水过程影响的数值模拟研究 被引量:8
8
作者 郑亦佳 刘树华 +2 位作者 何萍 缪育聪 王姝 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期627-638,共12页
为了探究昆明地区城市化对降水的影响,利用中尺度气象模式WRF(the weather research and forecasting model)耦合单层城市冠层模块,对2012年5月24日夜间发生在昆明城区西部的一次强降水过程进行数值模拟研究。通过与卫星观测得到的降水... 为了探究昆明地区城市化对降水的影响,利用中尺度气象模式WRF(the weather research and forecasting model)耦合单层城市冠层模块,对2012年5月24日夜间发生在昆明城区西部的一次强降水过程进行数值模拟研究。通过与卫星观测得到的降水空间分布进行对比,发现WRF模式能较好地再现此次降水过程。城市的存在会较显著地改变城市地区的潜热和低层垂直运动,使得位于城区的降水中心降水强度略有减小,而城区下风向的降水有所增加,降水增加的区域与750 hPa高度上的水汽通量辐合加强的区域相对应。城区降水中心降水量减少可能是由于城市下垫面抑制了低层大气的水汽供给。城区下风向降水增加的可能原因是该区域相对较强的垂直运动使得更多的水汽被输送到高层大气中,有利于降水的增强。在目前的城市化水平上,若昆明地区的城市进一步扩张,城区下风向地区的垂直对流运动和大气不稳定度均会增强,但城市下垫面对低层水汽供给的抑制作用也会增强,这两种作用的同时存在会使得城市下风向地区降水的变化存在不确定性。 展开更多
关键词 城市化 降水过程 WRF模式
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影响杭州城市高温因子的数值模拟研究 被引量:3
9
作者 樊高峰 朱蓉 +1 位作者 张小伟 马浩 《高原气象》 CSCD 北大核心 2015年第1期137-144,共8页
随着全球气候增暖和城市化进程的加剧,城市高温灾害的影响越来越突出。基于WRF/UCM模式,研究了西湖与城市化进程两个因子对杭州城市高温的影响。设计了三组试验:试验1为采用2010年土地利用数据的控制试验;试验2在试验1的基础上将西湖替... 随着全球气候增暖和城市化进程的加剧,城市高温灾害的影响越来越突出。基于WRF/UCM模式,研究了西湖与城市化进程两个因子对杭州城市高温的影响。设计了三组试验:试验1为采用2010年土地利用数据的控制试验;试验2在试验1的基础上将西湖替换为水田;试验3与试验1相同,但采用2000年的土地利用数据。对比试验1与试验2,发现西湖的存在对杭州白天高温有减缓作用、夜间高温有促进作用,总体而言对杭州城市高温有正贡献;对比试验1与试验3,发现城市化进程所带来的热岛效应加剧了杭州高温,使高温区域面积显著增加;热岛效应对白天高温与夜间高温均有促进作用,但对白天高温的影响更为明显。 展开更多
关键词 高温 西湖 城市化 WRF/UCM模式
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长江三角洲城市群对夏季降水影响机制的模拟研究 被引量:2
10
作者 敖翔宇 任雪娟 +1 位作者 汤剑平 杨修群 《气象科学》 CSCD 北大核心 2014年第6期684-691,共8页
利用耦合了单层城市冠层模型UCM的中尺度模式WRF,对长江三角洲城市群夏季城市化效应进行了5 a(2003-2007年)高分辨数值模拟,并作了长江三角洲地区有无城市的对比试验.结果表明,城市化使得长三角城市群及其邻近地区,夏季近地层水汽混... 利用耦合了单层城市冠层模型UCM的中尺度模式WRF,对长江三角洲城市群夏季城市化效应进行了5 a(2003-2007年)高分辨数值模拟,并作了长江三角洲地区有无城市的对比试验.结果表明,城市化使得长三角城市群及其邻近地区,夏季近地层水汽混合比呈明显减少趋势,而850~ 700 hPa层的水汽混合比有所增大.通过对比有与无城市各等级降水日所对应的2m水汽混合比,得出小雨降水日对应的2m水汽混合比差异与总降水日对应的差异最为接近.通过分析环流场、散度场和垂直速度场发现,水汽混合比的垂直变化是由于城市群的存在使得近地层辐合、850~700 hPa层辐散的配置增强,以及在城市群上空增强了的垂直上升运动,从而增强城区对流活动,水汽的垂直输送也更为活跃,由此可能导致对流性降水的增加. 展开更多
关键词 城市化 WRF 降水机制
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基于WRF/UCM的城市气候高分辨率数值模拟研究 被引量:9
11
作者 郭飞 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期502-509,共8页
以沿海城市大连2015年7月3日2时至7月4日2时的晴朗高温天气为研究背景,利用WRF/UCM以1km的高分辨率进行了城市气候数值模拟.结果表明:海风、山体对城市热岛有明显的缓解作用;中心城区受山地影响,形成了管道风效应;模拟期间城市热岛中心... 以沿海城市大连2015年7月3日2时至7月4日2时的晴朗高温天气为研究背景,利用WRF/UCM以1km的高分辨率进行了城市气候数值模拟.结果表明:海风、山体对城市热岛有明显的缓解作用;中心城区受山地影响,形成了管道风效应;模拟期间城市热岛中心位于大连开发区一带,热岛强度最高达6.9℃,出现在2015年7月3日19时30分.将模拟结果与两个气象站和现场观测值进行了对比,发现模拟值与观测值变化趋势基本一致,地面温度场模拟结果优于风场模拟结果.温度场误差最大-3.10℃,最小0.08℃;平均误差最大0.88℃,最小0.52℃;均方根误差最大1.23℃,最小0.63℃.对于大尺度的城市气候研究而言误差在可接受的范围之内.对相应的缓解城市热岛的城市规划策略也进行了初步探讨. 展开更多
关键词 WRF/UCM 城市气候 数值模拟 大连
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南京地区下垫面变化对城市热岛效应影响的数值模拟 被引量:14
12
作者 叶丽梅 江志红 霍飞 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期642-652,共11页
利用新一代中尺度研究和预报模式(Weather Research and Forecasting Model,简称WRF)分别耦合多冠层、单冠层和平板模式三种情况进行南京地区2007年8月1日的天气过程模拟,分析不同城市冠层方案对南京气象场的模拟效果。在此基础上,结合... 利用新一代中尺度研究和预报模式(Weather Research and Forecasting Model,简称WRF)分别耦合多冠层、单冠层和平板模式三种情况进行南京地区2007年8月1日的天气过程模拟,分析不同城市冠层方案对南京气象场的模拟效果。在此基础上,结合模拟效果最好的城市冠层方案,研究南京城市下垫面的变化对其热岛的影响。结果表明:多冠层方案对近地面气温、10 m风场的模拟效果最好;城区的扩张使南京地区近地面气温升高,主要表现为城市区域夜间升温显著,并且导致热岛强度明显增强;城市扩张后,城区白天风速大范围地减小,同时热岛环流更加显著,且具有明显的城市热岛的"下游效应"。 展开更多
关键词 下垫面变化 城市热岛 WRF 数值模拟
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土地利用类型变化对城市大气边界层特征影响的数值模拟 被引量:7
13
作者 张弛 束炯 《华东师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期83-93,共11页
利用ENVI和IDL,GIS以及上海市航片,将ARW-WRF中尺度模式中的下垫面土地利用类型数据中上海市部分做了修正:对照模式中24种土地类型分类,将原本定义为农作物耕地和草场,草地,灌木丛,以及沙土和淤泥的部分,根据实际情况改为城区和在建城区... 利用ENVI和IDL,GIS以及上海市航片,将ARW-WRF中尺度模式中的下垫面土地利用类型数据中上海市部分做了修正:对照模式中24种土地类型分类,将原本定义为农作物耕地和草场,草地,灌木丛,以及沙土和淤泥的部分,根据实际情况改为城区和在建城区,扩大了城市的范围,获取城市建筑物高度信息以得到更精确地粗糙度数据,使其与实际情况更相符.对上海地区春季大气边界层的风场、温度场以及边界层高度等特征值分别进行了土地利用数据修正前后的数值模拟研究,对比结果,发现下垫面土地利用类型由耕地等类型变为城市后,水平风速显著减小,呈现明显城市拖曳作用;垂直速度增大,并由于白天陆面加温作用更为显著,在地面风场的作用下高温中心出现偏于下风方向;近地面气温和边界层高度均更贴近实测值.由上述结果引出讨论了下垫面土地利用分类在模式模拟中的重要地位及其他可能原因. 展开更多
关键词 WRF模式 下垫面土地利用类型 城市建筑物 大气边界层 数值模拟
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夏季长三角城市群热岛效应及其对大气边界层结构影响的数值模拟 被引量:33
14
作者 张璐 杨修群 +2 位作者 汤剑平 房佳蓓 孙旭光 《气象科学》 CSCD 北大核心 2011年第4期431-440,共10页
利用WRF/Noah/UCM模拟系统对长三角地区城市群进行了2003—2007年共5个夏季的高分辨率数值模拟,研究了夏季长三角城市群热岛效应及其对大气边界层影响。开展了2组平行的积分试验,控制试验为MOD IS遥感资料给出的地表特征分布,敏感性试... 利用WRF/Noah/UCM模拟系统对长三角地区城市群进行了2003—2007年共5个夏季的高分辨率数值模拟,研究了夏季长三角城市群热岛效应及其对大气边界层影响。开展了2组平行的积分试验,控制试验为MOD IS遥感资料给出的地表特征分布,敏感性试验将长三角地区的城市表面改为农田类型,其他与控制试验完全相同。两组试验的对比分析表明城市群热岛存在明显的日变化特征,热岛效应白天向上发展较高,夜间地表热岛强度明显增强。城市热岛导致午后城市上空产生强烈的局地上升气流,从而使得低层大气以补偿流的形式向城市辐合,然而在夜间上升运动很微弱。伴随这种热力状况的日变化,大气边界层高度也存在明显的日变化,白天增高,夜间降低。同时,白天城市边界层内风速明显减小,夜间地面风速减小加剧,但夜间边界层顶风速却有所增强。另外,城市化还会导致"城市干岛"现象,且其白天强度大于夜间。 展开更多
关键词 城市群热岛 WRF/Noah/UCM 高分辨模拟 大气边界层 日变化
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城市化对河南省极端降水空间分布的影响 被引量:19
15
作者 刘家宏 骆卓然 +2 位作者 张永祥 周晋军 邵薇薇 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期100-105,共6页
针对城市化对极端降水空间分布的影响问题,利用城市冠层模型结合WRF(weather research and forecasting)中尺度天气预报模式对河南省2021年"7·20"特大暴雨进行数值模拟,并结合国家级地面观测站实测降水数据对该模型的模... 针对城市化对极端降水空间分布的影响问题,利用城市冠层模型结合WRF(weather research and forecasting)中尺度天气预报模式对河南省2021年"7·20"特大暴雨进行数值模拟,并结合国家级地面观测站实测降水数据对该模型的模拟精度进行了验证。结果表明,考虑城市冠层影响的耦合模型能更好地模拟出区域极端降水的强度和落区,与实测降水的空间分布更为接近,耦合模拟得到的平均降水量比未考虑城市冠层影响的模拟结果高12.1 mm;人工耗水改变了区域的水热耦合平衡,促进了城市区域对流性降水的形成。 展开更多
关键词 城市化 极端降水 城市冠层模型 WRF模式 绝对湿度 河南省
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高密度城市气候评估方法与应用 被引量:12
16
作者 郭飞 祝培生 +2 位作者 段栋文 王时原 张鹤子 《西部人居环境学刊》 2015年第6期19-23,共5页
高密度城市和建筑群可对气候产生重要影响,例如热岛效应、空气污染和暴雨等。科学准确地评估城市对气候的影响并据此提出规划改善对策已成为建设生态城市和宜居环境必不可少的重要内容。本文对可用于城市气候评估的模型进行了归纳总结,... 高密度城市和建筑群可对气候产生重要影响,例如热岛效应、空气污染和暴雨等。科学准确地评估城市对气候的影响并据此提出规划改善对策已成为建设生态城市和宜居环境必不可少的重要内容。本文对可用于城市气候评估的模型进行了归纳总结,发现以CFD耦合模型和WRF为代表的中尺度气象模型具有优势,前者更适合建筑、城市设计和详规尺度;后者更适合城市总规尺度;利用GIS平台将气候评估结果与城市信息数据库进行叠加分析或者绘制城市气候图可以更好地对接规划实践需求。 展开更多
关键词 高密度城市 气候评估 CFD WRF
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杭州城市下垫面变化对污染物扩散影响的研究 被引量:4
17
作者 何曦 叶贤满 +1 位作者 马万里 王成刚 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第11期122-130,共9页
利用中尺度化学模式WRF-CHEM,及2000—2010年土地利用类型资料、污染物浓度资料、气象场资料,对比分析了杭州城市下垫面变化对空气污染扩散的影响。(1)对比2000年及2010年杭州城市下垫面的变化可见,不同风向条件下市区的整体风速都有明... 利用中尺度化学模式WRF-CHEM,及2000—2010年土地利用类型资料、污染物浓度资料、气象场资料,对比分析了杭州城市下垫面变化对空气污染扩散的影响。(1)对比2000年及2010年杭州城市下垫面的变化可见,不同风向条件下市区的整体风速都有明显减弱趋势,其中主城区、萧山、滨江三个区域风速减小程度最大,而且受水平扩散能力的减弱,NO_x浓度的高值区范围有所增加,强中心的污染程度加大;(2)不同类型下垫面对污染物扩散的影响程度有显著差异。模式中原有的下垫面替换为水体后,大气扩散能力显著增强,整个区域的污染物浓度降至最低。在森林下垫面的模拟结果中,由于风速相对较小,扩散能力较弱,浓度大值区主要分布在上城区、下城区、滨江区及萧山区。 展开更多
关键词 城市下垫面 WRF-CHEM 污染物扩散
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郑州地区城市化对一次暴雨过程影响的模拟研究 被引量:4
18
作者 董俊玲 刘超 苏爱芳 《干旱气象》 2019年第6期922-932,共11页
近年来郑州地区城市化迅速发展,为分析郑州地区城市下垫面扩张对天气过程,特别是暴雨过程的影响,本文利用城市冠层模式(UCM)与WRF3.7模式耦合对2017年5月22日的暴雨过程进行模拟研究。通过改变模式下垫面,设计3组敏感性试验,分别是原始U... 近年来郑州地区城市化迅速发展,为分析郑州地区城市下垫面扩张对天气过程,特别是暴雨过程的影响,本文利用城市冠层模式(UCM)与WRF3.7模式耦合对2017年5月22日的暴雨过程进行模拟研究。通过改变模式下垫面,设计3组敏感性试验,分别是原始USGS下垫面(方案1),郑州市内5区改为城市(方案2),郑州市行政区范围内都改成城市(方案3)。结果表明,WRF模式能够较好地模拟出这次暴雨的时空分布特征,总体上城市下垫面扩张增强了此次暴雨过程在郑州地区的降水,但对降水的影响分布不均,对城市中心及其上风方向的巩义、荥阳地区的影响更为明显。郑州地区城市化使得城市区域感热通量增加,边界层高度升高,垂直速度增强,有利于城市边界层大气中不稳定能量的积聚,有助于强降水的发生发展。同时,城市下垫面扩张使得城区水汽蒸发减少,潜热通量降低,影响水汽通量的分布,部分地区的水汽条件变差,不利于降水的发生发展。 展开更多
关键词 郑州 城市化 暴雨 WRF模拟
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太湖对周边城市热环境影响的模拟 被引量:14
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作者 任侠 王咏薇 +3 位作者 张圳 杨亦辰 胡诚 康汉青 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期645-660,共16页
太湖微气候条件及局地热环境的研究对于太湖周边城市地区可持续发展以及大气宏观调控具有重要意义。为了更准确模拟太湖湖-气交换,将CLM4-LISSS浅水湖泊陆面过程参数化方案耦合进入WRF中的Noah陆面过程模型。采用太湖湖上平台及岸边陆... 太湖微气候条件及局地热环境的研究对于太湖周边城市地区可持续发展以及大气宏观调控具有重要意义。为了更准确模拟太湖湖-气交换,将CLM4-LISSS浅水湖泊陆面过程参数化方案耦合进入WRF中的Noah陆面过程模型。采用太湖湖上平台及岸边陆上测站观测的数据,评估了CLM4-LISSS浅水湖泊过程方案对太湖区域近地层气象条件的模拟性能。并基于耦合模型模拟研究了太湖对周边城市区域热环境的影响。结果表明,CLM4-LISSS湖泊陆面过程方案模拟的湖表面温度能反映真实温度的变化趋势。两种陆面过程方案在2 m气温的模拟值也存在一定的差异。CLM4-LISSS与Noah方案计算所得湖上2 m气温的模拟值与观测值的平均均方根误差分别为1.77和2.22℃,平均相关系数分别为0.88和0.84;模拟10 m风速的平均均方根误差分别为1.93和2.78 m/s,平均相关系数为0.72和0.68。太湖对周边城市热环境存在明显的影响。8月太湖对周边地区15时(北京时)近地层平均降温0.5—0.7℃,影响范围达60 km。06时太湖导致周边近地层平均升温达0.7—1℃,影响范围达50 km。湖风带来的冷空气抑制了城市热岛的垂直运动,在高温天气下使得苏州、无锡和常州城市地区昼间边界层下降高度可达300、400和100 m。无锡地区边界层内气温最高降幅可达0.5—0.7℃。通过选取无锡地区2015年8月28日高温小风天气作为背景条件,分析该地区湖风对城市热岛环流的影响机制。结果表明湖风能够破坏无锡地区的热岛环流结构,改变近地面热量和水汽的分布,抑制城市热岛的垂直发展,并影响至整个无锡地区。局地热力环流的变化对于局地气候以及污染物质的输送与扩散有可能产生重要影响,准确的湖泊陆面过程参数化方案对于天气预报、空气污染模拟,以及气候模拟研究等均具有重要意义。 展开更多
关键词 WRF模式 浅水湖泊陆面过程 城市热环境 参数化方案耦合
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城市下垫面扩张对局地热力环流影响的模拟 被引量:7
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作者 王咏薇 翟雪飞 +2 位作者 齐德莉 黄毅 陈磊 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第3期16-28,35,共14页
采用WRF模式及其城市冠层参数化方案,选取2010年8月1日至3日晴天天气为模拟背景,两个算例分别为南京1993年土地利用类型及2010年土地利用类型分布。模式的模拟结果表明城市扩张使城区内2 m高度处气温有了一定幅度的增温,夜间24:00最大... 采用WRF模式及其城市冠层参数化方案,选取2010年8月1日至3日晴天天气为模拟背景,两个算例分别为南京1993年土地利用类型及2010年土地利用类型分布。模式的模拟结果表明城市扩张使城区内2 m高度处气温有了一定幅度的增温,夜间24:00最大增温幅度达3 K。同时城市扩张使得城区风速明显减小,产生减速效应。对比两个算例风速的模拟结果,郊区风速均大于城区,风速低对物质的水平输送、扩散带来不利影响。由于城市热岛的影响,城区范围内产生有辐合上升的运动;随着城区面积的扩大,湍流动能强度及其影响范围也在扩大。2010年算例,正午湍流强度最大值与1993年算例相比较,由2.1 m^2·s2增至2.7 m^2·s2。城区内湍流运动较为强烈的区域,在一定程度上促进物质垂直方向上的输送与扩散。城市扩张后物质在城区上方垂直方向上湍流扩散得到加强,而在水平向下的输送受到抑制,更多地被阻隔在城市局地。 展开更多
关键词 城市扩张 WRF模式 土地利用类型 局地热力环流 湍流动能
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