应用城市冠层模式与WRF模式耦合研究城市化效应
发布时间：2021-04-01 12:49
城市化是地球表面最为显著的直接由人为因素引起的土地利用类型的改变。半个世纪多以来，中国经历了异常剧烈的城市化进程，以京津冀地区和长三角地区为显著代表。土地利用类型的变化改变了该地区的陆面物理特征，包括地表反照率、地表粗糙度、动力和热力阻抗等陆面参数，进而引起区域气候变化。为了研究中国城市化对局地气候的影响，我们构建了改进的单层城市冠层模式（Modified Single Layer Urban Canopy Model，MSLUCM），并将其与中尺度大气模式WRF耦合。MSLUCM重点考虑了城市建筑物-街谷冠层的能量平衡过程，对城市建筑物的各个面，包括建筑物顶、向阳墙面、背阳墙面、建筑地面（即城市不透水陆面）、自然地面（即裸土、草皮、城市绿地等透水陆面）分别建立能量平衡方程。MSLUCM的物理模型参照Community Land surfaceModel-Urban Parameterization （CLMU）城市方案并且在此基础上进行了若干改进。在长短波辐射方案中，MSLUCM对无限长各向同性的城市街谷内视野参数（Sky View Factor, SVF）得到解析解，替代了此前被广...
【文章来源】：北京大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：218 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
e1.1Theschemat陆面过程模式
图 1.2 全球年平均Figure 1.2 The schematic diagram o如图 1.2 所示， 在较长时间内，地表和的长波辐射达到平衡。大气层顶平均获得的太吸收（约 168W m-2）。地表所获得的净辐射将大气。感热通量主要是加热近地面大气，而潜大气中由于有温室气体的存在，将吸收大部分层大气以自身温度释放出长波辐射以保证地球nR = H + λE + G +F方程（1.2）中，H是感热通量，λE是潜如植被通过光合作用将吸收的太阳辐射转化成模式中由于F往往小于净辐射的 1%，通常被
图 1.3 反射率的增加引起的地气系统相互作虚线表示负反馈，Figure 1.3 The feedbacks of the land-atmopheric system The solid line illustrates the positive feedbac在气候模拟过程中，净辐射在感热通量重要的作用。在潜热通量较小时，表明地表蒸降水的减少；当潜热通量较小时，地表对大气弱（Betts et al., 1996）。陆面模式中感热通量式如下：s rpaT TH crρ =其中 sT是地面温度， rT参考高度上的温度，空气热力学阻力系数。
【参考文献】：
期刊论文
[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对北京地区低层大气局地环流模拟能力的对比研究[J]. 刘振鑫,刘树华,胡非,李炬,马雁军,刘和平. 中国科学:地球科学. 2012(02)
[3]北京城市化对夏季大气边界层结构及降水的月平均影响[J]. 苗世光,CHEN Fei,李青春,范水勇. 地球物理学报. 2010(07)
[4]南京地区城市冠层效应的模拟试验研究[J]. 宋静,汤剑平,孙鉴泞. 南京大学学报(自然科学版). 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的辐射方案在IAP-AGCM模式中的应用[J]. 乐旭,王会军. 大气科学. 2009(01)
[8]京津冀地区大气局地环流耦合效应的数值模拟[J]. 刘树华,刘振鑫,李炬,王迎春,马雁军,刘和平,盛黎,梁福明,辛国君,王建华. 中国科学（D辑:地球科学）. 2009(01)
[9]两种积云对流参数化方案对1998年区域气候季节变化模拟的影响研究[J]. 胡轶佳,钟中,闵锦忠. 大气科学. 2008(01)
[10]MM5和WRF模拟东北冷涡雷暴天气过程对比分析[J]. 邹旭东,杨洪斌. 气象与环境学报. 2007(06)
本文编号：3113362
【文章来源】：北京大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：218 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
e1.1Theschemat陆面过程模式
图 1.2 全球年平均Figure 1.2 The schematic diagram o如图 1.2 所示， 在较长时间内，地表和的长波辐射达到平衡。大气层顶平均获得的太吸收（约 168W m-2）。地表所获得的净辐射将大气。感热通量主要是加热近地面大气，而潜大气中由于有温室气体的存在，将吸收大部分层大气以自身温度释放出长波辐射以保证地球nR = H + λE + G +F方程（1.2）中，H是感热通量，λE是潜如植被通过光合作用将吸收的太阳辐射转化成模式中由于F往往小于净辐射的 1%，通常被
图 1.3 反射率的增加引起的地气系统相互作虚线表示负反馈，Figure 1.3 The feedbacks of the land-atmopheric system The solid line illustrates the positive feedbac在气候模拟过程中，净辐射在感热通量重要的作用。在潜热通量较小时，表明地表蒸降水的减少；当潜热通量较小时，地表对大气弱（Betts et al., 1996）。陆面模式中感热通量式如下：s rpaT TH crρ =其中 sT是地面温度， rT参考高度上的温度，空气热力学阻力系数。
【参考文献】：
期刊论文
[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对北京地区低层大气局地环流模拟能力的对比研究[J]. 刘振鑫,刘树华,胡非,李炬,马雁军,刘和平. 中国科学:地球科学. 2012(02)
[3]北京城市化对夏季大气边界层结构及降水的月平均影响[J]. 苗世光,CHEN Fei,李青春,范水勇. 地球物理学报. 2010(07)
[4]南京地区城市冠层效应的模拟试验研究[J]. 宋静,汤剑平,孙鉴泞. 南京大学学报(自然科学版). 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的辐射方案在IAP-AGCM模式中的应用[J]. 乐旭,王会军. 大气科学. 2009(01)
[8]京津冀地区大气局地环流耦合效应的数值模拟[J]. 刘树华,刘振鑫,李炬,王迎春,马雁军,刘和平,盛黎,梁福明,辛国君,王建华. 中国科学（D辑:地球科学）. 2009(01)
[9]两种积云对流参数化方案对1998年区域气候季节变化模拟的影响研究[J]. 胡轶佳,钟中,闵锦忠. 大气科学. 2008(01)
[10]MM5和WRF模拟东北冷涡雷暴天气过程对比分析[J]. 邹旭东,杨洪斌. 气象与环境学报. 2007(06)
本文编号：3113362
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