應(yīng)用城市冠層模式與WRF模式耦合研究城市化效應(yīng)
發(fā)布時(shí)間:2021-04-01 12:49
城市化是地球表面最為顯著的直接由人為因素引起的土地利用類型的改變。半個(gè)世紀(jì)多以來,中國經(jīng)歷了異常劇烈的城市化進(jìn)程,以京津冀地區(qū)和長三角地區(qū)為顯著代表。土地利用類型的變化改變了該地區(qū)的陸面物理特征,包括地表反照率、地表粗糙度、動(dòng)力和熱力阻抗等陸面參數(shù),進(jìn)而引起區(qū)域氣候變化。為了研究中國城市化對局地氣候的影響,我們構(gòu)建了改進(jìn)的單層城市冠層模式(Modified Single Layer Urban Canopy Model,MSLUCM),并將其與中尺度大氣模式WRF耦合。MSLUCM重點(diǎn)考慮了城市建筑物-街谷冠層的能量平衡過程,對城市建筑物的各個(gè)面,包括建筑物頂、向陽墻面、背陽墻面、建筑地面(即城市不透水陸面)、自然地面(即裸土、草皮、城市綠地等透水陸面)分別建立能量平衡方程。MSLUCM的物理模型參照Community Land surfaceModel-Urban Parameterization (CLMU)城市方案并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了若干改進(jìn)。在長短波輻射方案中,MSLUCM對無限長各向同性的城市街谷內(nèi)視野參數(shù)(Sky View Factor, SVF)得到解析解,替代了此前被廣...
【文章來源】:北京大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:218 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
e1.1Theschemat陸面過程模式
圖 1.2 全球年平均Figure 1.2 The schematic diagram o如圖 1.2 所示, 在較長時(shí)間內(nèi),地表和的長波輻射達(dá)到平衡。大氣層頂平均獲得的太吸收(約 168W m-2)。地表所獲得的凈輻射將大氣。感熱通量主要是加熱近地面大氣,而潛大氣中由于有溫室氣體的存在,將吸收大部分層大氣以自身溫度釋放出長波輻射以保證地球nR = H + λE + G +F方程(1.2)中,H是感熱通量,λE是潛如植被通過光合作用將吸收的太陽輻射轉(zhuǎn)化成模式中由于F往往小于凈輻射的 1%,通常被
圖 1.3 反射率的增加引起的地氣系統(tǒng)相互作虛線表示負(fù)反饋,F(xiàn)igure 1.3 The feedbacks of the land-atmopheric system The solid line illustrates the positive feedbac在氣候模擬過程中,凈輻射在感熱通量重要的作用。在潛熱通量較小時(shí),表明地表蒸降水的減少;當(dāng)潛熱通量較小時(shí),地表對大氣弱(Betts et al., 1996)。陸面模式中感熱通量式如下:s rpaT TH crρ =其中 sT是地面溫度, rT參考高度上的溫度,空氣熱力學(xué)阻力系數(shù)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A comparison study of the simulation accuracy between WRF and MM5 in simulating local atmospheric circulations over Greater Beijing[J]. LIU ZhenXin1,2*, LIU ShuHua1,2,3 , HU Fei3, LI Ju2, MA YanJun4 & LIU HePing5 1Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, School of Physics, Peking University, Beijing 100871, China; 2Institute of Beijing Urban Meteorology, China Meteorological Administration, Beijing 100089, China; 3State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China; 4Institute of Shenyang Atmospheric Environment, China Meteorological Administration, Shenyang 110016, China; 5Department of Physics, Atmospheric Sciences & General Science, Jackson State University, P O Box 17660, Jackson, MS, USA. Science China(Earth Sciences). 2012(03)
[2]MM5和WRF對北京地區(qū)低層大氣局地環(huán)流模擬能力的對比研究[J]. 劉振鑫,劉樹華,胡非,李炬,馬雁軍,劉和平. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2012(02)
[3]北京城市化對夏季大氣邊界層結(jié)構(gòu)及降水的月平均影響[J]. 苗世光,CHEN Fei,李青春,范水勇. 地球物理學(xué)報(bào). 2010(07)
[4]南京地區(qū)城市冠層效應(yīng)的模擬試驗(yàn)研究[J]. 宋靜,湯劍平,孫鑒濘. 南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(06)
[5]Wave-Dependence of Friction Velocity, Roughness Length, and Drag Coefficient over Coastal and Open Water Surfaces by Using Three Databases[J]. 高志球,周明煜. Advances in Atmospheric Sciences. 2009(05)
[6]Numerical simulation for the coupling effect of local atmospheric circulations over the area of Beijing,Tianjin and Hebei Province[J]. LIU ShuHua1,2,3, LIU ZhenXin1,2, LI Ju2, WANG YinChun2, MA YanJun3, SHENG Li1,2, LIU HePing1,4, LIANG FuMing1, XIN GuoJun1 & WANG JianHua1 1 Department of Atmospheric Sciences, School of Physics, Peking University, Beijing 100871, China; 2 Institute of Beijing Urban Meteorology, China Meteorological Administration, Beijing 100089, China; 3 Institute of Shenyang Atmospheric Environment, China Meteorological Administration, Shenyang 110016, China; 4 Department of Physics, Atmospheric Sciences & General Science, Jackson State University, P. O. Box 17660, Jackson, MS 39217-0195, USA. Science in China(Series D:Earth Sciences). 2009(03)
[7]CCM3/NCAR的輻射方案在IAP-AGCM模式中的應(yīng)用[J]. 樂旭,王會(huì)軍. 大氣科學(xué). 2009(01)
[8]京津冀地區(qū)大氣局地環(huán)流耦合效應(yīng)的數(shù)值模擬[J]. 劉樹華,劉振鑫,李炬,王迎春,馬雁軍,劉和平,盛黎,梁福明,辛國君,王建華. 中國科學(xué)(D輯:地球科學(xué)). 2009(01)
[9]兩種積云對流參數(shù)化方案對1998年區(qū)域氣候季節(jié)變化模擬的影響研究[J]. 胡軼佳,鐘中,閔錦忠. 大氣科學(xué). 2008(01)
[10]MM5和WRF模擬東北冷渦雷暴天氣過程對比分析[J]. 鄒旭東,楊洪斌. 氣象與環(huán)境學(xué)報(bào). 2007(06)
本文編號:3113362
【文章來源】:北京大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:218 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
e1.1Theschemat陸面過程模式
圖 1.2 全球年平均Figure 1.2 The schematic diagram o如圖 1.2 所示, 在較長時(shí)間內(nèi),地表和的長波輻射達(dá)到平衡。大氣層頂平均獲得的太吸收(約 168W m-2)。地表所獲得的凈輻射將大氣。感熱通量主要是加熱近地面大氣,而潛大氣中由于有溫室氣體的存在,將吸收大部分層大氣以自身溫度釋放出長波輻射以保證地球nR = H + λE + G +F方程(1.2)中,H是感熱通量,λE是潛如植被通過光合作用將吸收的太陽輻射轉(zhuǎn)化成模式中由于F往往小于凈輻射的 1%,通常被
圖 1.3 反射率的增加引起的地氣系統(tǒng)相互作虛線表示負(fù)反饋,F(xiàn)igure 1.3 The feedbacks of the land-atmopheric system The solid line illustrates the positive feedbac在氣候模擬過程中,凈輻射在感熱通量重要的作用。在潛熱通量較小時(shí),表明地表蒸降水的減少;當(dāng)潛熱通量較小時(shí),地表對大氣弱(Betts et al., 1996)。陸面模式中感熱通量式如下:s rpaT TH crρ =其中 sT是地面溫度, rT參考高度上的溫度,空氣熱力學(xué)阻力系數(shù)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A comparison study of the simulation accuracy between WRF and MM5 in simulating local atmospheric circulations over Greater Beijing[J]. LIU ZhenXin1,2*, LIU ShuHua1,2,3 , HU Fei3, LI Ju2, MA YanJun4 & LIU HePing5 1Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, School of Physics, Peking University, Beijing 100871, China; 2Institute of Beijing Urban Meteorology, China Meteorological Administration, Beijing 100089, China; 3State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China; 4Institute of Shenyang Atmospheric Environment, China Meteorological Administration, Shenyang 110016, China; 5Department of Physics, Atmospheric Sciences & General Science, Jackson State University, P O Box 17660, Jackson, MS, USA. Science China(Earth Sciences). 2012(03)
[2]MM5和WRF對北京地區(qū)低層大氣局地環(huán)流模擬能力的對比研究[J]. 劉振鑫,劉樹華,胡非,李炬,馬雁軍,劉和平. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2012(02)
[3]北京城市化對夏季大氣邊界層結(jié)構(gòu)及降水的月平均影響[J]. 苗世光,CHEN Fei,李青春,范水勇. 地球物理學(xué)報(bào). 2010(07)
[4]南京地區(qū)城市冠層效應(yīng)的模擬試驗(yàn)研究[J]. 宋靜,湯劍平,孫鑒濘. 南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(06)
[5]Wave-Dependence of Friction Velocity, Roughness Length, and Drag Coefficient over Coastal and Open Water Surfaces by Using Three Databases[J]. 高志球,周明煜. Advances in Atmospheric Sciences. 2009(05)
[6]Numerical simulation for the coupling effect of local atmospheric circulations over the area of Beijing,Tianjin and Hebei Province[J]. LIU ShuHua1,2,3, LIU ZhenXin1,2, LI Ju2, WANG YinChun2, MA YanJun3, SHENG Li1,2, LIU HePing1,4, LIANG FuMing1, XIN GuoJun1 & WANG JianHua1 1 Department of Atmospheric Sciences, School of Physics, Peking University, Beijing 100871, China; 2 Institute of Beijing Urban Meteorology, China Meteorological Administration, Beijing 100089, China; 3 Institute of Shenyang Atmospheric Environment, China Meteorological Administration, Shenyang 110016, China; 4 Department of Physics, Atmospheric Sciences & General Science, Jackson State University, P. O. Box 17660, Jackson, MS 39217-0195, USA. Science in China(Series D:Earth Sciences). 2009(03)
[7]CCM3/NCAR的輻射方案在IAP-AGCM模式中的應(yīng)用[J]. 樂旭,王會(huì)軍. 大氣科學(xué). 2009(01)
[8]京津冀地區(qū)大氣局地環(huán)流耦合效應(yīng)的數(shù)值模擬[J]. 劉樹華,劉振鑫,李炬,王迎春,馬雁軍,劉和平,盛黎,梁福明,辛國君,王建華. 中國科學(xué)(D輯:地球科學(xué)). 2009(01)
[9]兩種積云對流參數(shù)化方案對1998年區(qū)域氣候季節(jié)變化模擬的影響研究[J]. 胡軼佳,鐘中,閔錦忠. 大氣科學(xué). 2008(01)
[10]MM5和WRF模擬東北冷渦雷暴天氣過程對比分析[J]. 鄒旭東,楊洪斌. 氣象與環(huán)境學(xué)報(bào). 2007(06)
本文編號:3113362
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/qxxlw/3113362.html
最近更新
教材專著