珠江三角洲地区逆温的特征分析及数值模拟研究

摘要

本文利用清远和香港两个站点2003-2008年6年的一日两次的探空资料，分析了珠江三角洲地区逆温的时间和空间分布特征，并对产生该特征的原因进行了基本的探讨。利用逆温的分析结果，结合珠江三角洲城市群和香港的API数值，分析了逆温的各物理特征量包括：强度、高度、厚度和持续时间的特征及逆温与污染的关系。统计分析发现，珠三角地区逆温在时间上的分布有明显的季节变化，干季逆温发生的频率高达60％，湿季逆温的发生频率不足40％。在空间上也有明显的区域性变化，内陆站点的逆温强度、频率均比沿海站点偏低，但贴地逆温和逆温的厚度要偏多、偏厚，且多层逆温存在的概率较低。另外，本论文利用WRF模式对典型的辐射逆温、锋面逆温和台风下沉逆温个例进行了数值模拟研究，模拟结果无论是温度场的垂直分布、边界层高度还是湿度场和风场的分布均与实况比较一致。在控制试验的基础上，针对不同的逆温过程进行了垂直分辨率、行星边界层参数化方案和地形等敏感性试验。试验结果表明：垂直分辨率对辐射逆温和台风下沉逆温的模拟影响较大，尤其是辐射逆温，当垂直分辨率为28层时，逆温的强度和准确度模拟均明显低于垂直分辨率为50层的模拟结果，而垂直分辨率的变化对锋面逆温的模拟影响结果不大。不同的边界层方案对辐射逆温和锋面逆温的影响还是有非常大的影响，尤其是MYJ方案，对辐射逆温和锋面逆温的模拟与实况的偏差较大。另外通过地形修改对锋面逆温的敏感性试验发现，南岭山脉的存在对冷空气的平流过程有明显的阻挡和抬升作用，地形修改后，冷空气到达广州的时间更早，在整个珠三角地区造成的逆温范围更广，强度更大，高度更低，不同的下垫面地形对逆温的影响作用是非常明显的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引 论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究进展

1.3本论文研究目的和内容

第二章资料、方法和WRF模式简介

2.1引言

2.2资料和方法

2.3 WRF模式介绍

2.4 WRF模式的程序结构和计算流程

第三章珠江三角洲逆温的统计特征分析

3.1引言

3.2清远站点的逆温分布特征

3.3香港站点的逆温分布特征

3.4逆温与污染的关系

3.5本章小结

第四章逆温个例的数值模拟分析

4.1引言

4.2数值试验的设计

4.3辐射逆温的数值模拟

4.4锋面逆温的数值模拟

4.5台风下沉逆温的数值模拟

4.6本章小结

第五章逆温个例的敏感性数值试验分析

5.1引言

5.2垂直分辨率对逆温模拟的影响与分析

5.3不同的行星边界层方案对逆温模拟的影响与分析

5.4南岭山脉地形对锋面逆温模拟的影响与分析

5.5本章小结

第六章结论与讨论

6.1结论

6.2本论文存在的不足之处以及对未来研究问题的讨论

参考文献

致谢