基于WRF-CHEM模式的连续雾霾过程数值模拟及其能见度参数化

发布时间：2025-05-12 20:28

　　2010年12月在湖北荆州开展了雾的综合外场试验。利用获取的观测资料对其中的3天连续发生的辐射雾过程进行分析,通过分析天气形势及演变实况发现,由于荆州空气污染较重,雾过程中有霾的参与,雾霾共存及相互转化使能见度基本维持在10km以下。针对这次连续3天的雾霾过程,利用WRF-CHEM模式,开展包含和不包含大气化学过程的数值模拟对比试验,在此基础上探讨了辐射雾的动力条件、微物理特征和雾区的大气成分分布特征等。同时,开展能见度参数化方案研究,对能见度参数化方案进行改进,并对改进方案的能见度估算的效果进行评估。结果表明： 雾霾过程是在水汽充沛、大气层结稳定的条件下发生,北方冷空气的南下使雾霾过程不再维持。辐射方案、边界层及近地面层方案对辐射雾的模拟较敏感,相比其他方案,长波和短波辐射均选择CAM方案,边界层和近地面层均选择QNSE方案,这种组合能够较好的模拟出荆州辐射雾的演变过程。对比不加入大气化学过程的雾霾过程的数值模拟试验,加入排放源及化学机制方案后模拟的雾区、2m气温、相对湿度和地面风速和实测结果较一致。 在辐射雾形成和发展阶段,雾区呈不均匀分布,水汽的辐合、较小的风速有利于辐射雾...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 雾霾过程的化学特征研究进展
        1.2.2 大气能见度研究进展
        1.2.3 空气质量数值模拟研究进展
    1.3 本文研究内容和方法
第二章 WRF-CHEM模式系统概况
    2.1 物理过程方案
        2.1.1 微物理方案
        2.1.2 边界层方案
        2.1.3 积云对流参数化方案
        2.1.4 辐射方案
        2.1.5 陆面过程方案
    2.2 化学机理方案
        2.2.1 气相化学反应机制
        2.2.2 气溶胶方案
        2.2.3 排放源资料
    2.3 本章小结
第三章 大气化学过程对雾霾演变的影响
    3.1 雾霾过程概况
        3.1.1 天气形势
        3.1.2 雾霾过程演变实况
    3.2 数值模拟概况
        3.2.1 物理方案及其敏感性试验
        3.2.2 排放清单及其化学方案
    3.3 模拟结果分析
        3.3.1 雾区分布
        3.3.2 单站气象要素对比
        3.3.3 辐射雾的垂直微物理特征
        3.3.4 动力条件
        3.3.5 雾区大气成分分布特征
    3.4 本章小结
第四章 基于数值模式的大气能见度参数化
    4.1 影响大气能见度的主要因子
    4.2 大气能见度的相关参数化方案
    4.3 不同参数化方案对能见度的诊断
        4.3.1 Vis-RH参数化方案
        4.3.2 Vis-LWC参数化方案
        4.3.3 Vi-Qnfog参数化方案
        4.3.4 Vis-Aerosol参数化方案
    4.4 不同化学成分对大气能见度的消光
    4.5 改进的能见度参数化方案的评估
        4.5.1 能见度参数化方案的改进
        4.5.2 统计评估方法
        4.5.3 改进方案的评估结果分析
    4.6 本章小结
第五章 总结
    5.1 主要结论
    5.2 本文研究特色
    5.3 存在的不足及后续工作可改进的地方
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：4045184