三種方法確定濟南夏季日最大邊界層高度的對比研究

作者：王棟成,湯子東,邱粲,曹潔,董旭光

摘要：基于濟南站邊界層風廓線雷達(wind profile radar,WPR)觀測的大氣折射率結構常數(Cn2),采用偏離度法確定夏季白天邊界層高度(HBL),分別與基于L波段雷達探空資料的干絕熱曲線法、基于地面氣象觀測資料的國標法確定的HBL進行對比。結果表明:1)三種方法確定的25 d日最大HBL的平均值分別為2500.0 m、2529.1 m、2469.9 m,總體一致;25 d同日期比較,偏離度法與后兩者的標準偏差(σ)分別為337.1 m、636.7 m;前兩方法結果的相關系數(R)較高為0.668,但兩者與國標法的R分別為-0.130、-0.064,證實國標法HBL的均值準確度尚可但實時值準確度低。2)偏離度法確定的日最大HBL出現時間,25 d平均和最多均在15時,逐小時HBL 07—15時呈緩慢增高態勢、15—19時則快速降低;但國標法日最大HBL 25 d平均和最多均出現在16時,且HBL在午后13—15時出現坍塌現象,與對流邊界層午后峰值規律顯著不同。3)前兩種方法的HBL與地表溫度、氣溫的相關性均較好,與風速的相關性則較差;而國標法HBL與風速的相關性較好,與地表溫度、氣溫的相關性則較差;偏離度法日最大HBL對最高氣溫、最高地表溫度的平均響應時間分別為1、2 h左右,符合太陽輻射—地表溫度—氣溫—HBL的響應關系和次序,但國標法的日最大HBL未能反映這一響應。4)偏離度法HBL與各污染物的逐小時質量濃度均呈顯著負相關,但國標法HBL的相關性較差。5)三種方法綜合對比,偏離度法HBL準確度較高,且能給出時空演變;干絕熱曲線法HBL準確度較高,但不能給出時空演變;國標法實時HBL準確度低,雖能給出時空演變但午后峰值偏差大。

發文機構：山東省氣候中心 上海師范大學地理系

關鍵詞：最大邊界層高度偏離度法干絕熱曲線法國標法風廓線雷達大氣折射率結構常數maximum boundary layer heightdeviation degree methoddry adiabatic curve methodnational standard methodwind profile radaratmospheric refractive index structure constant

分類號： P412.3[天文地球—大氣科學及氣象學]