Page 244 - 《高原气象》2021年第5期
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5 期 朱浩楠等：基于遥感和数值模拟的重庆海绵城市热岛效应分析 1205
（CNMM，简称微尺度模式）做精细化诊断模拟。该 80 m，垂直方向61层，模式顶距地面约2500 m。
模 式 是 在 南 京 大 学 微 尺 度 模 式（Wang and Jing， WRF使用1°×1°的FNL再分析资料作为初始场
1998；蒋维楣等，2009）和南京大学微尺度模式（苗 和边界。以 2018年 7月作为典型高温月份，模式模
世光等，2002；张宁等，2002）基础上发展而来（刘 拟时间为 2018 年 6 月 25 日 08:00（北京时，下同）至
晓冉等，2020），后两者也是北京气候中心多尺度 8 月 1 日 00:00，前 5 天作为 spin-up 舍去，保留最内
数值模式系统的组成部分（Fang et al，2004）。模式 层整个 7 月逐小时输出。为使模拟结果更加准确，
采用 Klemp 质量-地形跟随坐标系（Klemp，2011； 使用重庆地面自动气象站观测进行了逐小时四维
张旭等，2015），使用非静力平衡大气方程组并根 资料同化（Yubao et al，2007）；并使用 SRTM1 地形
据 k-ε 假设进行湍流参数化；利用强迫-恢复法 数据和清华大学土地利用数据对 WRF 模式原有下
（Dickinson，1988）并根据网格中不同土地利用类型 垫面资料进行了订正。微尺度模式使用 WRF 输出
占比计算最终地表及土壤温度。 的各模式变量计算逐小时月平均值作为初始场并
2. 3. 2 模式参数设置 做逐时诊断模拟；入流方向的风场使用 Davies边界
WRF模式采用四层嵌套网格，由外至内水平分 条件进行强迫，出流方向的风场及其他模式变量的
辨率分别为 27，9，3和 1 km，垂直方向 46层。模拟 侧边界均使用无梯度边界条件；模式顶边界使用海
所用主要物理参数化方案包括：KF 积云对流方案， 绵边界条件，底边界利用 M-O 假设近似计算得到
WSM6微物理方案，Goddard短波辐射方案，RRTM （Park et al，2015）。WRF模式和城市微尺度模式均
长波辐射方案，Noah陆面模式，MYJ边界层参数化 选择自适应积分步长以保证积分连续稳定。图 2给
方案。城市微尺度模式以悦来为中心，水平分辨率 出了WRF和微尺度模式的网格嵌套关系。
图2 WRF和CNMM的网格嵌套设置
Fig. 2 Domain nesting of WRF and CNMM
由于微尺度模式模拟分辨率较高，模式动力部 局地微气候的某种特征趋势。
分积分步长需很短才能保证稳定；而辐射热力模型 3 基于遥感的热岛效应分析
则无严格限制。因此为加快土地利用改变产生的
影响，参照王宝民等（2004）的研究方法，将模式诊 3. 1 热岛效应年际变化
断的模拟步骤设置为：首先，保持动力场不变，仅 为对海绵城市的热岛效应做横向比较，对比不
计算辐射热平衡过程，然后再进行辐射热平衡和动 同类型城市间热岛效应差异，研究中选择与悦来发
力过程的同步积分；重复上述两步，直至动力场达 展时间接近、城市化程度相当的龙兴镇代表“采用
到相对稳态便停止模拟。该模拟结果可用于表示 传统城市规划的新建城区”，选择观音桥街道代表
