Page 146 - 《高原气象》2022年第5期
P. 146
5 期 张 敏等:利用大涡模拟分析地表加热和动力作用对边界层结构的影响 1239
都有所增大,夹卷作用使得上层湍流动能增强。 of Geophysical Research Atmospheres,113(D17):D17104.
(3) 下垫面粗糙度均匀时,地表粗糙度增大 4 DOI:10. 1029/2007JD009643.
曹帮军,吕世华,张宇,等,2020. 绿洲灌溉对垂直湍流热通量的影
倍后,热力边界层高度增大 11. 9%,动力边界层高
响的大涡模拟研究[J]. 大气科学,44(6):1188-1202. DOI:
度减小6%,夹卷层厚度增大23. 4%,边界层低层湍
10. 3878/j. issn. 1006-9895. 1912. 19163.
流动能减小,10 m高度处风速明显减小。地表粗糙 陈丽晶,张镭,梁捷宁,等,2017. 半干旱区不同下垫面大气湍流通
度增大,对地表附近空气的拖曳作用增强,耗散了 量比较分析[J]. 高原气象,36(5):1325-1335. DOI:10. 7522/
湍流动能,使得近地层风速减小,动力边界层高度 j. issn. 1000-0534. 2016. 00101.
下降。夹卷层厚度增大,夹卷进入边界层的暖空气 高会旺,顾明,王仁磊,等,2009. 北黄海海域大气湍流强度特征及
使得顶部位温升高,边界层顶湍流动能略有增大。 风速标准差相似性分析[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版),
39(4): 563-568. DOI: 10. 3969/j. issn. 1672-5174. 2009.
本文模拟了平坦均匀下垫面条件下,地表加
04. 002.
热、风切变和粗糙度对边界层结构的影响,得到的
黄倩,王蓉,田文寿,等,2014. 风切变对边界层对流影响的大涡模
量化指标能在一定程度上反映理想条件下对流边 拟 研 究[J]. 气 象 学 报 ,72(1):100-115. DOI:10. 11676/
界层结构的变化特点,对了解气象因素影响污染 qxxb2014. 007.
扩散等问题有指示性意义。虽然在非均匀的下垫 蒋维楣,苗世光,2004. 大涡模拟与大气边界层研究——30 年回顾
面情况下地表加热、风切变和粗糙度的变化对边 与展望[J]. 自然科学进展,14(1):11-19. DOI:10. 3321/j.
界层结构的定量影响有一定的差异,但是关键性 issn:1002-008X. 2004. 01. 003.
解晋,余晔,刘川,等,2018. 青藏高原地表感热通量变化特征及其
的变化趋势与理想情况相比仍然具有一定的相似
对气候变化的响应[J]. 高原气象,37(1):28-42. DOI:10.
性。不均匀的地形起伏和植被覆盖条件下的边界
7522/j. issn. 1000-0534. 2017. 00019.
层结构受到的影响因素更多,因此,还需要进一步 李惠君,2008. 大气边界层特性的风洞模拟研究[D]. 杭州:浙江大
的研究。 学,8.
李雪洮,梁捷宁,郭琪,等,2020. 利用大涡模式模拟黄土高原地区
致谢:感谢 WRF-LES 模式的开发团队以及西安泾
对流边界层特征[J]. 高原气象,39(3):523-531. DOI:10.
河气象站提供相关数据资料。 7522/j. issn. 1000-0534. 2019. 00050.
林恒,孙鉴泞,袁仁民,2008. 对流边界层顶部夹卷层厚度特征及
参考文献:
其参数化分析[J]. 中国科学技术大学学报,38(1):50-56.
Cao B J,Zhang S W,Li D Q,et al,2018. Effect of mesoscale land 刘红年,苗世光,蒋维楣,等,2008. 城市建筑动力学效应对对流边
use change on characteristics of convective boundary layer:Semi- 界层影响的敏感性试验[J]. 气象科学,28(6):599-605. DOI:
idealized large eddy simulations over northwest China[J]. Journal 10. 3969/j. issn. 1009-0827. 2008. 06. 002.
of Meteorological Research,32(3):87-98. DOI:10. 1007/ 卢萍,李跃清,2020. 9年夏季连续加密探空观测的九龙站边界层特
s13351-018-7185-8. 征分析[J]. 高原气象,39(5):1058-1069. DOI:10. 7522/j.
Deardorff J W,1979. Prediction of convective mixed-layer entrain‐ issn. 1000-0534. 2019. 00098.
ment for realistic capping inversion structure[J]. Journal of the 苗世光,Chen Fei,李青春,等,2010. 北京城市化对夏季大气边界
Atmospheric Sciences,36(3):424-436. DOI:10. 1175/1520- 层结构及降水的月平均影响[J]. 地球物理学报,53(7):1580-
0469(1979)036<0424:POCMLE> 2. 0. CO;2. 1593. DOI:10. 3969/j. issn. 0001-5733. 2010. 07. 009.
Kang S L,Lenschow D H,2014. Temporal evolution of low-level 彭珍,胡非,2006. 北京城市化进程对边界层风场结构影响的研究
winds induced by two-dimensional mesoscale surface heat-flux [J]. 地球物理学报,49(6):1608-1615. DOI:10. 3321/j. issn:
heterogeneity[J]. Boundary Layer Meteorology,151(3):501- 0001-5733. 2006. 06. 005.
529. DOI:10. 1007/s10546-014-9912-8. 苏铭德,1984. 大涡模拟—研究湍流的一种新手段[J]. 力学进展,14
Seidel D J,Ao C O,Li K,2010. Estimating climatological planetary (4):440-451. DOI:10. 6052/1000-0992-1984-4-j1984-049.
boundary layer heights from radiosonde observations:Compari‐ 苏彦入,吕世华,范广洲,2018. 青藏高原夏季大气边界层高度与
son of methods and uncertainty analysis[J]. Journal of Geophysi‐ 地表能量输送变化特征分析[J]. 高原气象,37(6):1470-
cal Research-Atmospheres,115(D16):D16113. DOI:10. 1029/ 1485. DOI:10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2018. 00040.
2009JD013680. 万云霞,张宇,张瑾文,等,2017. 感热变化对东亚地区大气边界层
Shen L D,Sun J N,Yuan R M,2018. Idealized large-eddy simulation 高度的影响[J]. 高原气象,36(1):173-182. DOI:10. 7522/j.
study of interaction between urban heat island and sea breeze cir‐ issn. 1000-0534. 2016. 00001.
culations[J]. Atmospheric Research,214(12):338-347. DOI: 王倩倩,余晔,董龙翔,等,2020. 基于激光测风雷达的兰州冬季风
10. 1016/j. atmosres. 2018. 08. 010. 场特征及其与大气污染的关系[J]. 高原气象,39(3):641-
Zhu P,2008. Simulation and parameterization of the turbulent trans‐ 650. DOI:10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2019. 00009.
port in the hurricane boundary layer by large eddies[J]. Journal 王蓉,黄倩,田文寿,等,2015. 边界层对流对示踪物抬升和传输影