塔克拉瑪干沙漠腹地大氣邊界層參數(shù)化方案的模擬評(píng)估

doi:10.3969/2017jms.0065

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塔克拉瑪干沙漠腹地大氣邊界層參數(shù)化方案的模擬評(píng)估
DOI:
                        10.3969/2017jms.0065
                    
CSTR:
                        
                    
作者:
                        
                        
                    
作者單位:
作者簡(jiǎn)介:
通訊作者:
中圖分類號(hào):
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（41175093；41375158；41375163；41405013）

An assessment of atmospheric boundary layer schemes over the Taklimakan Desert hinterland

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摘要:

沙塵起沙、沉降、傳輸均受到沙漠地區(qū)大氣邊界層條件的制約。沙漠地區(qū)觀測(cè)資料匱乏，限制大氣邊界層模擬效果的檢驗(yàn)和評(píng)估。利用WRFV3.7.1中尺度數(shù)值模式中5種邊界層參數(shù)化方案（ACM2、BL、MYJ、MYNN2.5、YSU），模擬2014年4月塔克拉瑪干沙漠大氣邊界層特征，并與塔中80 m塔及風(fēng)廓線雷達(dá)晴朗天氣下的觀測(cè)資料對(duì)比分析。結(jié)果表明：5種方案均能模擬出近地面氣溫及地表溫度，邊界層高度，感熱、潛熱、地表熱通量的變化趨勢(shì)，但未能模擬出邊界層風(fēng)速的日變化趨勢(shì)，溫風(fēng)濕廓線能較好的反映晴日沙漠地區(qū)邊界層結(jié)構(gòu)的變化特征，但未模擬出風(fēng)速隨高度變化趨勢(shì)。沙漠地區(qū)下墊面干燥，熱容量低，晴天極易形成對(duì)流不穩(wěn)定邊界層，非局地湍流參數(shù)化方案，ACM2方案是沙漠地區(qū)大氣邊界層模擬較為合理的選擇。

Abstract:

Dust emission, sedimentation and transportation are controlled by the Planetary Boundary Layer (PBL) over the deserts. Lack of observation data in desert areas limits the examination and evaluation on PBL simulations. In this study, the performances of five PBL parameterizations of ACM2, BL, MYJ, MYNN2.5 and YSU in the mesoscale numerical model WRF (Weather Research and Forecast 3.7.1) were assessed by simulating the PBL in the Taklimakan Desert in April 2014, and compared with the observations of a 80 m tower and wind profile radar under sunny weather at Tazhong. The comparison results revealed that five PBL schemes could reasonably capture the diurnal variations of near-surface air temperature,surface temperature, boundary layer height, sensible heat, latent heat and surface heat flux, except for wind speed. Regarding the vertical PBL structures, all the simulated temperature, wind and moisture profiles can be well reproduced the boundary layer structures only with the underestimated simulations of wind speed during the daytime. The dry desert's thermal heat capacity is too low to easily form convective unstable boundary layer in sunny days. The combination of local and non-local ACM2 scheme could be a more appropriable PBL scheme for simulating the PBL in the desert area.

參考文獻(xiàn)

相似文獻(xiàn)

引證文獻(xiàn)

引用本文

孟露,趙天良,楊興華,劉沖,何清,段靜鑫.塔克拉瑪干沙漠腹地大氣邊界層參數(shù)化方案的模擬評(píng)估.氣象科學(xué),2018,38(2):157-166 MENG Lu, ZHAO Tianliang, YANG Xinghua, LIU Chong, HE Qing, DUAN Jingxin. An assessment of atmospheric boundary layer schemes over the Taklimakan Desert hinterland. Journal of the Meteorological Sciences,2018,38(2):157-166

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收稿日期:2017-03-27
最后修改日期:2017-08-23
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在線發(fā)布日期: 2018-06-22
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