Page 186 - 《高原气象》2026年第1期
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高 原 气 象 45 卷
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非平稳时间序列分析， 不仅能够判断出突变点的位 25 km、 5 km 和 1 km， 最内层格点数为 156×156， 每
置， 还能检验其突变点是否具有统计显著性。 隔 1 h 输出一次最内层嵌套结果。模式初始场和边
2. 5 模式介绍与试验设置 界条件选用美国环境预测中心 NCEP 提供的 GFS
本研究采用 WRF 模式 4. 5 版本耦合 BEM 多层 （Global Forecast System）分 析 场 ， 水 平 分 辨 率 为
城市冠层模式进行数值模拟试验， 并且使用局地气 0. 25°×0. 25°， 时间间隔为 6 h。最外层区域采用分
候分区（Local Climate Zone， LCZ）数据替换 WRF 析 nudging 确保长时间模拟的大尺度流场接近分析
原始的地表覆盖数据。局地气候分区这一概念由 场。模式采用的物理方案具体包括： RRTMG 长短
Stewart and Oke（2012）和 Stewart et al（2014）在 2012 波辐射方案， YSU 边界层参数方案， Noah 陆面模
年提出， 根据地表覆盖、 地表结果、 建筑材料和人 式， MM5 地表层方案， Kain-Fritsch 积云方案（最外
类活动将下垫面细分为 17 类， 其中 LCZ1-10 为城 层区域使用）， Thompson 微物理方案。为了能够更
市用地类型， LCZ A-G 为自然覆盖类型， 并且将这 加客观地描述下垫面的真实情况， 在将 WRF 原始
种新的分类方法纳入 WRF 模式下垫面能够对模拟 的土地利用类型数据替换为 LCZ 的同时也将植被
结果起到一定的改善作用（Brousse et al， 2016）。考 叶面积指数更新为2018年的数据。
虑到采用的 LCZ 数据制作时间为 2018 年， 为了使 为了探究城市化对高温的影响， 本文设计了两
模拟结果更加符合真实情况， 则选择 2018 年夏季 种试验——URBAN 试验和 NOURBAN 试验。UR‐
（5 月 1 日至 9 月 30 日）作为模拟时间段， 每个月进 BAN 试验作为控制试验， 在采用上文介绍的方案
行一次模拟试验， 模式从上月的最后一天开始运 后不做改动。NOURBAN 试验则是将模拟区域内
行， 前24 h为 spin-up时间。数值模拟试验聚焦于长 的城市类型下垫面替换为农田类型， 其余保持不
三角地区城市化较高、 人口密度较大的上海市， 采用 变， 作为敏感性试验。图 3 展示了两个试验方案模
三层嵌套， 最内层覆盖了整个上海市， 分辨率分别为 拟区域最内层嵌套区域的土地利用类型分布。
图3 URBAN试验（a）、 NOURBAN试验（b） 模拟区域土地利用类型
Fig. 3 Land use types of URBAN experiment（a）and NOURBAN experiment （b）
3 结果与分析 气温和日平均气温在突变点前时期表现为显著的
下降趋势， 发生突变后则转换为上升趋势。突变前
3. 1 日最高气温和日平均气温变化特征
期， 日最高气温和日平均气温下降趋势分别为
结合图 4 的年际变化和变化趋势可以看出， 长 -1 -1
三角地区日最高气温和日平均气温均呈现出显著的 -0. 254 ℃·（10a） 、 -0. 180 ℃·（10a） ； 突变后期，
日 最 高 气 温 和 日 平 均 气 温 上 升 趋 势 分 别 为
上 升 趋 势 ， 其 中 日 最 高 气 温 上 升 趋 势［0. 194
0. 276 ℃·（10a） 、 0. 257 ℃·（10a） 。已有研究表
-1
-1
-1
-1
℃·（10a）］强于日平均气温［0. 187 ℃·（10a）］。
明， 20 世纪 90 年代之前的降温可能与平流层温度
通过对气温时间序列进行突变点检验发现， 日最高
气温和日平均气温在 20 世纪 90 年代均存在显著突 变化密切相关。硫酸盐气溶胶通过吸收太阳辐射
变， 具体年份均为 1993 年。文中将整个研究时期 导致平流层温度升高， 进而增强了中上对流层的气
分为突变前和突变后两个时期， 进一步比较突变点 温梯度， 促使 200 hPa 东亚西风急流北移、 副热带
前后的气温变化趋势（图 4）可知， 长三角的日最高 高压北抬， 南方暖湿气流向北输送， 东亚夏季风强
