边界层参数化方案对北京地区污染和清洁天大气边界层气象要素模拟的影响研究

发布时间：2020-12-15 01:43

　　北京地区是我国京津冀地区的中心地带,是我国最重要的政治和文化中心,也是我国空气污染最为严重的地区之一。北京地区靠山临海,独特的地理条件形成的局地大气环流过程、边界层结构和气象要素分布对污染物的传输、扩散和积累等过程产生重要的影响。WRF模式是当前应用最为广泛的中尺度气象模式之一,模式中不同的边界层参数化方案模拟的边界层结构和气象要素有所不同。尽管已有不少的研究对边界层参数化方案进行了评估,但是这些研究大都局限于某个短时过程或晴好天气条件下,对污染和清洁天的边界层结构和气象要素的模拟异同尚不明确。本文利用WRF数值模式和北京地区的气象观测资料对北京地区污染和清洁天的边界层特征对大气污染的影响及不同的边界层参数化方案对两种条件下的边界层结构的模拟进行了较为系统的研究,发现:（1）近地层气象要素中2 m相对湿度和10 m风速风向对PM_2.5浓度的影响大于2m温度。无论污染还是清洁条件,相对湿度较高,风速较小,风向偏南时PM_2.5浓度较高;清洁天的边界层平均高度大于污染天;污染天的低层层结稳定度（Low tropospheric stability,... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

珠江三角洲海陆风环流影响污染物输送和扩散过程的概念图

第一章 绪论，东临渤海湾（图 1.2）。这种西北高、东南低的地形构造对偏北和阻挡作用，导致山前北京地区的空气流动性较小，温度场、湿于重污染的形成[26]。北京地区 PM2.5污染事件的发生常与南风、高度有关[27-29]。Miao 等[27]利用较长时间尺度（2014-2017 年）的区冬季严重的雾霾事件的发生与南风和高湿的边界层结构有关的方法发现了严重的雾霾条件下，边界层更加稳定，近地层风。

发展了几种高阶闭合方案（如 M-Y2.0 阶、2.5 阶和者进行了广泛的测试和应用，结果表明高阶闭合方案可37]。相比于二阶闭合方案，三阶闭合方案亟待解决的问计算资源。Janic[37]对 M-Y 方案中的湍流长度尺度系数阶方案模拟效果最佳。案的发展受到很多学者的关注[31,32,38,39]。Troen 和 Mah垂直扩散系数和边界层高度时加入了反梯度输送项（图Holtslag 和 Boville[40]对上述非局地闭合方案进行了改进和气候模式。随着该方案的广泛应用，该方案的不足也合过程比较强，与真实大气不符。之后，Noh 等[41]根据善。最后，Yonsei 等[42]总结了前人的研究结果，提出了扩散系数的计算方法。


本文编号：2917409