不同城市冠层参数化方案对重庆高密度建筑物环境的数值模拟研究
  • 【DOI】

    10.11676/qxxb2013.086

  • 【摘要】

    目前,耦合在 WRF模式中的城市冠层方案包括单层冠层方案(UCM),多层冠层方案(BEP)以及考虑室内外大气能量交换的多层冠层方案(BEP+BEM)。不同方案计算过程及参数设置不尽相同,这些方案能否适应高密度建筑物复杂下垫面的城市气象环境的模拟?建筑物形态参数对于城市气象因子模拟的敏感性如何?为回答上述问题,选取建筑物高密度城市---重庆为研究对象,以2006年重庆高温伏旱天气为背景,采用高分辨率... 展开>>目前,耦合在 WRF模式中的城市冠层方案包括单层冠层方案(UCM),多层冠层方案(BEP)以及考虑室内外大气能量交换的多层冠层方案(BEP+BEM)。不同方案计算过程及参数设置不尽相同,这些方案能否适应高密度建筑物复杂下垫面的城市气象环境的模拟?建筑物形态参数对于城市气象因子模拟的敏感性如何?为回答上述问题,选取建筑物高密度城市---重庆为研究对象,以2006年重庆高温伏旱天气为背景,采用高分辨率(333 m×333 m)的地理信息系统数据替换 WRF模式中默认的美国地质调查局(USGS)静态数据,对 WRF中的3种城市冠层方案进行了模拟评估,并进行建筑物形态参数变化对气象因子影响的敏感试验。结果表明:(1)BEP+BEM、BEP、UCM方案模拟值与城区内10个站点2 m 高气温观测值的均方差和平均误差分别为1.3、1.4、2.1和-0.5、-0.8、-1.4℃,单层冠层方案相对较差,BEP+BEM方案最好。模拟值普遍略低于观测值。位于密集建筑物周边的2m高气温模拟值与自动站观测吻合相对较好,而中国国家基本站的观测值与模拟值相比,观测值偏低,靠近水体的模拟结果相对较差;(2)建筑物高度及密度参数的变化对城市近地层气温产生明显的影响,当建筑物高度增高时,由于短波遮蔽作用的影响,白天气温降低最大达到0.4℃,而夜间由于辐射截陷作用增强,气温明显升高,最大可达0.7℃。建筑物间距缩小,导致白天近地面气温降低,夜晚则升高,且夜间变化幅度更大;(3)当调整建筑物高度及密度参数分别为:高度20%(15 m)+60%(20 m)+20%(25 m),间距20 m时,城区内观测站点2 m高气温观测值与模拟值的均方根误差从1.3℃减小到0.6℃,提高了模式的模拟性能。 收起<<

  • 【作者】

    王咏薇  伍见军  杜钦  高阳华 

  • 【作者单位】

    重庆气象科学研究所,重庆,401147; 南京信息工程大学大气环境中心,南京,210044/民航重庆空管分局,重庆,401120/重庆气象科学研究所,重庆,401147

  • 【刊期】

    气象学报 ISTIC PKU 2013年6期

  • 【关键词】

    城市冠层方案  高密建筑物  形态参数  数值模拟  Urban canopy schemes  High-density buildings  Morphological parameters  Numerical simulation 

  • 【基金项目】

    资助课题国家自然科学基金 重庆科技公关计划项目 LAPC开放课题(LAPC-KF-2013-09)。