复杂地形条件下城市热岛及局地环流特征的数值模拟

摘要：

应用基于多层城市冠层方案BEP (Building Environment Parameterization) 增加室内空调系统影响的建筑物能量模式BEM (Building Energy Model) 方案的WRF模式, 模拟研究重庆热岛的特征、成因以及局地环流对热岛形成的影响.文中共有两个算例, 一为重庆真实下垫面算例, 称之为URBAN算例, 二为将城市下垫面替换为耕地下垫面的对比算例, 称之为NOURBAN算例.结果表明:1) WRF方案模拟结果与观测2 m气温的对比吻合较好, 误差主要出现在正午温度峰值和凌晨温度谷值处, 由城市下垫面特性及城市内建筑分布误差引起.2) BEP+BEM方案较好地模拟出了重庆地区的热岛分布的空间和时间特征.重庆市温度的分布受地形和城市下垫面的双重影响, 越靠近城区, 温度的分布受城市化影响就越大, 在海拔低处, 温度就越高.3) 城区立体三维表面对辐射的陷阱作用导致城市表面总体反射率小, 向上短波辐射小于郊区约20 W/m2.城市表面以感热排放为主, 而郊区则表现为潜热的作用占主导.夜间城市地表储热以及空调废热向大气释放, 是城市热岛形成的重要原因.4) 模拟区域背景风场主要为东南风, 局地环流呈现出越靠近山区风速越大、城市区域风速较小的特性, 体现了城市密集的建筑群对低层大气流场的空气动力学效应, 以及复杂山谷地形的山谷风环流特性.在市区的西侧和东南侧均有高大山脉阻挡, 山脉对城市出流的阻碍作用、气流越山与绕流运动对城市热岛的形成有一定影响.

关键词：城市热岛、WRF模式、城市冠层方案

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资助基金：国家自然科学基金资助项目41675016;重庆科技厅项目cstc2015shmszx00010

在线出版日期：2019-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：280-292