气象—化学双向耦合模式(WRF-NAQPMS)研制及其在京津冀秋季重霾模拟中的应用

摘要：

为解析大气污染物与气象的双向反馈机制及其对气象和环境的影响,建立基于Mie散射理论的气溶胶—光学性质模块,研制气象—化学双向耦合器,以嵌套网格空气质量预报模式NAQPMS (Nested Air Quality Prediction Modeling System)为基础,建立了NAQPMS和中尺度气象模式WRF (Weather Research and Forecasting Model)的双向耦合模式(WRF-NAQPMS).利用此模式数值模拟了2013年9月27日至10月1日的北京—天津—河北地区一次秋季严重灰霾过程.结果表明,考虑气溶胶辐射反馈的双向耦合模式模拟的气象要素和细颗粒物(PM2.5)浓度与观测结果更为一致.灰霾期间,气溶胶直接辐射效应显著改变了边界层气象要素,北京—天津—河北地区地面接收的太阳短波辐射减少25％,2m高度的温度平均下降1℃,湍流动能下降20％,10m高度的风速降低超过0.2m/s,边界层高度下降25％,使得边界层大气更加静稳,进而造成了重污染地区污染进一步加剧,如石家庄近地面细颗粒物浓度增加可达30％.分析表明灰霾与边界层气象要素之间存在一种正反馈机制,采用该机制的双向耦合模式有利于准确模拟和预报灰霾污染过程.

关键词：气象—化学双向耦合、WRF-NAQPMS、灰霾、气溶胶直接辐射效应、大气边界层

所属期刊栏目：19

分类号：X16(环境气象学)

资助基金：中国科学院战略性先导科技专项XDB05030200,国家自然科学基金项目41275138

在线出版日期：2014-06-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：153-163