Page 228 - 《高原气象》2025年第6期
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高 原 气 象 44 卷
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图3 基于位温廓线利用不同方法确定的边界层高度的对比
Fig. 3 Comparison of boundary layer heights determined using different methods based on potential temperature profiles
应［图 3（a）~（c）］； 位温梯度法一般不适宜于白天边 为相对误差=（某方法反演结果-人工判定结果）/人
界层高度的识别； Heffter 法多对应残留层顶［图 3 工判定结果， 白天（08:00、 11:00、 14:00、 17:00）相
（a）~（c）］。对于夜间边界层， 位温梯度法的结果与 对误差≤30%， 夜间（05:00、 20:00、 23:00）相对误差
比湿显著下降的高度有较好的一致性［图 3（d）， ≤50%， 认为识别正确， 将各时刻能正确识别的占比
（e）， （g）］； Liu-Liang 法在白天至夜间过渡期易对 定义为正确度， 正确度越趋近于 1， 代表该方法得
应残留层高度［图 3（f）］； Heffter法常失效或识别到 到的边界层高度与人工判定结果越接近。
残留层顶［图 3（f）， （g）］； 由于夜间近地面大气位 从图 4 可见， 各方法确定的边界层高度日变化
温往往单调递增， 气块法失效。 趋势一致性较好。白天， 气块法和Liu-Liang法的正
总体上， Heffter 法往往对应残留层顶部， 位温 确度较高； 夜间， 位温梯度法的正确度较高， 其中，
梯度法仅适用于夜间稳定边界层高度的判定， 气块 05:00位温梯度法确定的边界层高度正确度较高， 但
法则适用于对流不稳定边界层高度的判定， 而 Liu- 其边界层高度均值显著偏高， 这主要由 19、 20和 23
Liang 法判别白天大气边界层高度较为准确， 特别 日该算法确定的边界层高度异常偏高所致。
是中性层结条件， 但在对流不稳定条件时易对应残 综上， 夜间边界层高度识别中， 位温梯度法与
留层顶部。 Liu-Liang 法的正确度较高， 而白天边界层高度， 气
结合位温及其梯度、 比湿廓线和天气状况记 块法和 Liu-Liang 法较为准确， 其中 Liu-Liang 法在
录， 判定各方法确定的边界层高度的合理性， 并剔 不稳定层结状况下的结果整体偏高， 易对应残留层
除降水时次的结果， 得到较为准确的边界层高度时 顶部。故本研究夜间边界层一般采用位温梯度法，
间序列， 即人工判定结果。对相同时次的结果进行 当该算法识别结果明显错误时， 采用 Liu-Liang 法；
平均， 得到不同方法边界层高度的日变化， 并统计 白天对流不稳定边界层采用气块法， 中性层结时采
各时次不同方法的正确度（范围为 0~1）： 判定指标 用Liu-Liang法。
