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复杂地形上气象场对空气质量数值模拟结果影响的研究
  • ISSN号:1006-9895
  • 期刊名称:大气科学
  • 时间:2013.1.15
  • 页码:14-22
  • 分类:X511[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室/大气科学学院,兰州730000, [2]中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒区旱区陆面过程与气候变化重点实验室,兰州730000
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目2011CB706900,自然科学基金资助项目41205077,中国科学院百人计划项目290827631
  • 相关项目:河谷城市PM2.5污染的高分辨率数值模拟研究
中文摘要:

利用WRF模式三种边界层参数化方案(YSU、MYJ、ACM2)产生的气象场分别驱动多尺度空气质量模式CMAQ,对兰州市西固区冬季2005年1月27日至2月2日期间SO2和NO2浓度进行了数值模拟,将模拟结果与同期监测的污染物浓度进行对比分析,结果表明:WRF模式不同边界层参数化方案模拟输出的气象场驱动CMAQ模式所模拟的SO2和NO2浓度均可以反映出污染物的时空变化特征,CMAQ模式具有模拟复杂下垫面高分辨率污染物输送特征的能力;WRF模式的边界层参数化方案选为局地与非局地闭合方案(ACM2)时,模拟的气象场驱动CMAQ模式得到的空气污染物浓度分布特征最优,这主要是由于ACM2的湍流输送机制较为合理,模拟的边界层低层气象场更接近实际,从而可以较好地模拟污染物的输送特征;当CMAQ模式的垂直混合方案与WRF模式的湍流输送方案一致时(均采用ACM2方案),模式间的兼容性好.

英文摘要:

Meteorological conditions are critical in the transport and final fate of air pollutants. In this paper, meteorological data simulated by three different planetary boundary layer (PBL) schemes in the Weather Research and Forecasting (WRF) model for the period January 27-February 2, 2005, were used to drive the Community Multi-scale Air Quality (CMAQ) model. The results show that discrepancies in the turbulent closure method employed by the various PBL schemes in the WRF cause a significant impact on the wind and the temperature fields in the PBL and lead to differences in pollutant concentrations simulated by the CMAQ model. Compared with monitored pollutant concentration, the CMAQ model has been determined as suitable for obtaining high spatial and temporal resolution pollutant characteristics in complex terrain areas. In addition, the results of WRF simulation with the Asymmetric Convective Model version 2 (ACM2) PBL scheme coupled with CMAQ yields more reasonable results than those of other two schemes. The local and non-local combined ACM2 scheme represents actual meteorological conditions more accurately due to its reasonable turbulence transport mechanism. Thus, usage of the same vertical turbulent mixing scheme in a coupled meteorological and air quality model would be advantageous. This tight coupling would improve mass conservation because air density and pollutants mix in the same manner, eliminating the risk of accruing mass error in mixing ratios of trace species in air mass.

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期刊信息
  • 《大气科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院大气物理研究所
  • 主编:陆日宇
  • 地址:北京德胜门外祁家豁子 北京9804信箱
  • 邮编:100029
  • 邮箱:dqkx@mail.iap.ac.cn
  • 电话:010-82995051 82995052
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-9895
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1768/O4
  • 邮发代号:2-823
  • 获奖情况:
  • 2000年中国科学院优秀期刊二等奖,中国科技论文统计分析数据库来源期刊,中国科学引文数据库收录,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:22063