邊界層參數化方案對一次西北地區沙塵天氣過程影響的數值模擬研究

作者：魏倩,隆霄,趙建華,韓子霏,王思懿

摘要：使用耦合化學模塊的高分辨率中尺度數值模式WRF-Chem3.4,結合近地層觀測資料評估YSU、MYJ、QNSE、MYNN2.5和BouLac共5種邊界層參數化方案對2007年3月27日西北地區一次沙塵天氣過程模擬效果的影響,結果顯示5種邊界層參數化方案均可模擬出此次沙塵天氣的發展演變過程,其中YSU和BouLac方案模擬出相對較高的地表摩擦速度、10 m風速、2 m溫度和地面PM10濃度以及相對較低的2 m相對濕度,從而模擬的地表沙塵天氣過程較強,MYJ、QNSE和MYNN2.5方案模擬的地表沙塵天氣則相對較弱,這表明不同邊界層參數化方案通過摩擦速度的不同模擬效果對沙塵排放通量和PM10濃度的模擬有重要影響,較大的摩擦速度會使起沙參數化方案計算的沙塵排放通量和PM10濃度更高,加之午后近地層的強風、高溫和低濕特征對沙塵天氣的增強作用,使得BouLac方案模擬的沙塵天氣最強,而QNSE方案的模擬結果最弱;利用民勤站觀測資料對5種邊界層參數化方案模擬結果的統計分析表明,不同方案對民勤站沙塵暴前后有關氣象要素的模擬效果存在一定的差異,其中QNSE方案對PM10濃度的模擬效果最好,BouLac方案對10 m風速的模擬效果最好,YSU方案對2 m溫度和2 m相對濕度的模擬效果最好,整體而言,YSU方案對民勤站近地層氣象要素的模擬有一定的優勢,QNSE方案的模擬結果相對最差。

發文機構：蘭州大學大氣科學學院 中國氣象局蘭州干旱氣象研究所

關鍵詞：WRF-Chem沙塵邊界層參數化數值模擬WRF-Chemsand and dustplanetary boundary layernumerical simulation

分類號： X51[環境科學與工程—環境工程]