Page 147 - 《高原气象》2022年第1期

1 期 杨显玉等：扎陵湖和鄂陵湖夏季典型地表水热交换特征的数值模拟 145
标准地图制作，底图无修改］所示。试验采用两重 表1 扎陵湖和鄂陵湖区域数值试验参数及参数化方案
网格单向反馈嵌套，试验结果逐时输出一次结果。 Table 1 Numerical test parameters and parameterization
模式垂直方向 30层，最高层顶大气压 50 hPa。陆面 scheme of Lake Gyaring and Ngoring
过程方案采用的是 CLM，相对于其他陆面过程方 试验参数 第一层 第二层
案，CLM 对于下垫面的描述刻画更为详尽，其他试 中心坐标 （35. 49°N，98. 24°E） （34. 93°N，97. 50°E）
验方案参数等设置如表 1 所示。近年来，中国科学 网格点数 80×68 85×64
院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室在鄂陵 水平格距/km 9 3
湖区域开展了一系列的野外观测试验，观测点及仪 时间步长/s 54 18
器架设具体情况如下： 微物理方案 Single-Moment 3-class Single-Moment 3-class

草地观测点（海拔4280 m）处于97°33′12. 51″E、 长波辐射 RRTM RRTM
34°54′47. 25″N，位于鄂陵湖西侧约 1. 7 km，湖面 短波辐射 RRTMG RRTMG
观 测 点（ 海 拔 4274 m）位 于 97° 38′58. 70″E、 积云对流 Grell-Devenyi -
35°01′28. 77″N，处于鄂陵湖西北部水面上，周围 陆面过程方案 CLM CLM
边界层方案 YSU YSU
300 m 范围内平均水深 3~8 m，其西北方向距离湖
初值场资料 NCEP-2 NCEP-2
岸最近，约 250 m，观测点西南方有一狭长小岛，其
余方向为开阔水面。 性试验外，把湖泊水体下垫面替换为草地下垫面设
为了对比分析扎陵湖和鄂陵湖对该区域局地 计了另外一组去除湖泊的敏感性试验。修改前后
环流和地表能量变化的影响，除了一组有湖的控制 的第二重区域的下垫面类型分布见图2所示。

图2 修改前（a）后（b）的第二重模拟区域下垫面类型分布
Fig. 2 Distribution of underlying surface types in the second-nested area before（a）and after（b）modification

3 结果分析 日控制性试验模拟的草地感热，草地潜热和 2 m
高度温度与鄂陵湖草地观测值对比（图 3）中可以
在模拟时间段内，2013 年 8 月 11-15 日为少 看出，模式较好地模拟了草地感热，草地潜热和
云晴好天气，由于模拟结果相似，选取 2013 年 8 月 2 m 温度的日变化特征。感热的模拟值在 15:00 左
12 日的模拟结果进行地表水热交换特征日变化的 右存在高估现象，对于潜热而言，夜晚的模拟结果
分析，该时段天气状况良好，能更好地体现该地区 优于白天，15:00 左右模拟值略低，而对于 2 m 高度
地表水热交换特征日变化和湖泊对于局地环流的 温度而言，白天的模拟结果优于夜晚，05:00左右模
影响。着重分析了研究区域的大气边界层高度 拟值偏低，这在一定程度上与模式自身分辨率以
场，感热和潜热场以及地表温度和近地面风场的 及鄂陵湖区域较为复杂的下垫面和地形特征有关，
特征。 且模式对此区域描述的准确性（参数化方案的选
3. 1 控制性试验模拟结果验证 取、植被特征等）均在一定程度上影响模式的模拟
第二重网格的分辨率为 3 km，模拟值利用双 性能。气温模拟的偏差导致了模式模拟感热存在
线性插值到观测站点所在位置。从 2013 年 8 月 12 一定的偏差，潜热模拟偏差的潜在原因之一为该