ERA5模擬的天水市主城區(qū)近地面 溫度、 近地面風(fēng)速、風(fēng)向以及相對(duì)濕度與觀測(cè)值的相關(guān)性更好, 尤其是近地面風(fēng)速和風(fēng)向, 分別比 FNL模擬的結(jié)果提升25.4%和70.0%。

WRF模型使用：

（1）對(duì)比了分別使用FNL和ERA5作為初始場(chǎng)，WRF的模擬效果。

摘要

為提高河谷地形氣象場(chǎng)的模擬效果,利用第5代再分析資料(ERA5)和全球再分析資料(FNL)作為初始場(chǎng),以天水市為研究對(duì)象,驅(qū)動(dòng)中尺度天氣預(yù)報(bào)模式比較對(duì)西北河谷城市邊界層模擬的適用性,分析西北河谷城市夏季的大氣邊界層特征.結(jié)果表明, ERA5模擬的天水市主城區(qū)近地面溫度、近地面風(fēng)速、風(fēng)向以及相對(duì)濕度與觀測(cè)值的相關(guān)性更好,尤其是近地面風(fēng)速和風(fēng)向,分別比FNL模擬的結(jié)果提升25.4%和70.0%.天水市主城區(qū)的氣象場(chǎng)空間分布呈明顯的城市熱島效應(yīng)和山谷風(fēng)環(huán)流,相對(duì)開闊的麥積區(qū)城市熱島效應(yīng)更強(qiáng);白天發(fā)生的降水會(huì)弱化谷風(fēng)環(huán)流和熱島效應(yīng),河谷內(nèi)及周邊風(fēng)速均較小.天水市主城區(qū)夏季近地面溫度與風(fēng)速呈正相關(guān),與相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān),大氣邊界層高度呈現(xiàn)明顯的日變化,大氣層結(jié)穩(wěn)定.

研究方法

模擬區(qū)域中心點(diǎn)位于105°39'E, 34°37'N, 水平方向設(shè)置3重嵌套網(wǎng)格. 第1重嵌套網(wǎng)格設(shè)置為80×64, 格距25 km; 第2重嵌套網(wǎng)格設(shè)置為160×120, 格距5 km; 第3重嵌套網(wǎng)格設(shè)置為210×140, 格距1 km. ERA5垂直方向分為不等間距的39層, FNL垂直方向分為不等間距的35層. 模擬區(qū)域3層嵌套及d03層地形見圖1.

研究結(jié)果

研究結(jié)論

    ERA5作為初始邊界條件模擬得到的近地面 溫度、 相對(duì)濕度的結(jié)果均略優(yōu)于FNL. 近地面風(fēng)場(chǎng)的模擬中, 風(fēng)速和風(fēng)向分別提升25.4%和 70.0%. 天水市7月12-14日近地面溫度的谷值和 15-18日近地面溫度的峰值存在一定程度高估, 可 能是由于模式低估了潛熱蒸發(fā)導(dǎo)致的.

    天水市主城區(qū)近地面溫度的峰值出現(xiàn)于16:00 左右, 谷值出現(xiàn)于06:00左右. 白天近地面溫度逐 漸升高, 對(duì)流作用增強(qiáng)使向下輸送的動(dòng)量增加, 近 地面風(fēng)速明顯增大, 大氣邊界層高度隨溫度的升 高上升至2 045 m. 夜間對(duì)流作用減弱, 風(fēng)速逐漸 降低, 邊界層穩(wěn)定于50 m左右.

    晴天與多云時(shí), 天水市城區(qū)呈現(xiàn)典型的城市 熱島效應(yīng); 受河谷地形影響, 河谷盆地內(nèi)的輻合、 輻散流場(chǎng)明顯. 白天發(fā)生降水會(huì)弱化谷風(fēng)環(huán)流和 城市熱島效應(yīng), 河谷內(nèi)及周邊風(fēng)速均較小. 夏季白 天和夜間的大氣層結(jié)都比較穩(wěn)定, 午間混合層高 度達(dá)到700~900 m.