一种城市地表能量平衡模式在上海的模拟评估-气象
- 格式：pdf
- 大小：4.28 MB
- 文档页数：14
下载文档原格式
合集下载
WRF模式对中国城市和半干旱地区气象要素的模拟检验和对比分析
486
气象科学
31 卷
（ new Eta） 方案。试验中陆面过程采用 Noah LSM 陆 面过程模式。此次模拟研究采用 2 层网格嵌套，第 一层主要覆盖中国地区，以（ 35 °N，115 °E） 为中心， 东西方向 160 个格点，南北方向 140 个格点，区域水 平分辨率为 27 km。第二层嵌套两个区域，分别以 通榆站和榆中站为中心，东西方向和南北方向各 70 个格点，区域水平分别率为 9 km。垂直分为 28 层， 模式层顶气压为 50 hPa。本研究的模拟区域、下垫 面类型、通 榆、榆 中 和 上 海 站 的 位 置 及 嵌 套 情 况 如 图 1所示。
关键词 半干旱地区； 数值模拟； 对比分析 分类号 P426． 68 文献标识码 A
Evaluation and analysis of WRF-simulated meteorological variables in the urban and semi-arid areas of China
DONG Junling1，2 HAN Zhiwei1 ZHANG Renjian1 FU Congbin1，3
在观测试验方面，在北方干旱、半干旱地区不同 位置建立 长 期 观 测 实 验 站，改 变 过 去 仅 在 加 强 期 （ 一般在夏季） 进行湍流通量的加强观测，而采取一 年四季连续的观测地气间通量交换，研究地气通量 交换过程的日、月、季及年变化，为气候模式中半干 旱地区陆面过程参数化的改进提了可靠的验证数 据［7-9］。中国科学院大气物理研究所在吉林通榆建 立了“干旱化和有序人类活动”长期观测实验站（ 以 下简称通榆观测站） 。该站于 2002 年 10 月正式建 成，并开始连续观测，这是目前在中国除中国科学院 碳循环重大项目（ www． chinaflux． org） 外，为数不多 的对地气界面间物质和能量变换过程进行长期监测 的野外实 验 站［7］。 中 国 黄 土 高 原 半 干 旱 区 的 兰 州 大学半干旱气候与环境观测站 （ SACOL，以下简称 榆中站） 建于 2005 年，位于兰州大学榆中校区内。 榆中站拥有各类大气探测仪器可以监测半干旱区气 候变化的长期趋势，陆面和大气相互作用等［10］。
WRF模式对济南地区夏季近地面气象场模拟效果评估
WRF模式对济南地区夏季近地面气象场模拟效果评估顾沈旦;于丽娟;尹承美;何建军【摘要】不同地区中尺度气象模式WRF的模拟性能存在明显差异,本文利用数值模拟和统计方法,评估了WRF模式在济南地区的模拟性能,并对比研究地形和土地利用对WRF模式模拟性能的影响,为WRF模式在济南地区的业务化运行提供参考.结果表明:WRF模式能较准确的模拟济南地区近地面气象场及其时间变化特征;统计分析发现,WRF模式对济南地区近地面气温、比湿、风速及风向的模拟准确率分别为72.5％、59.6％、29.4％和36.2％.WRF模式模拟的济南地区夏季比湿偏低、风速偏高,模拟的风速存在系统性偏差.下垫面对WRF模式的模拟结果有显著影响,10m风速的均方根误差(RMSE)与地形、坡度、模式格点和观测站点的地形偏差显著相关,与坡度的相关系数最大;2m气温的RMSE仅与地形偏差显著相关,在复杂地形区比较站点观测气温与模式格点气温时,需考虑地形偏差的影响.【期刊名称】《气象与环境学报》【年(卷),期】2016(032)001【总页数】8页(P1-8)【关键词】WRF模式;评估;地形;土地利用;相关分析【作者】顾沈旦;于丽娟;尹承美;何建军【作者单位】中国卫星海上测控部,江苏江阴214431;济南市气象局,山东济南250002;济南市气象局,山东济南250002;南开大学环境科学与工程学院,天津300071;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室,甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】P456.7随着社会经济的快速发展，局地强降水和城市热岛效应等中小尺度天气系统对人类生产生活的影响已成为社会热点问题之一。
更精细、更准确的中小尺度数值预报越来越重要，高精度预报是数值天气预报的重点发展方向[1-4]。
模式模拟性能受多种因子影响，不同区域模式的模拟性能存在差异[5]。
模式评估研究是数值模拟领域的基础研究之一，不仅可为数值天气预报提供指导，也可为大气污染预测和治理、动力降尺度研究区域气候及研究参数化方案适用性等提供支持[6-8]。
上海地区土壤热通量变化与近地层能量平衡的特征研究
上海交通大学硕士学位论文上海地区土壤热通量变化与近地层能量平衡的特征研究摘要为了分析上海地区土壤热通量变化情况以及地源热泵系统对地表换热情况的影响，本文对上海地区土壤热通量及相关气象参数进行了为期一年的观测；总结分析了上海地区地表能量平衡特征；通过建立模型模拟分析地表换热情况及地源热泵系统对其的影响过程。
首先，根据气象学定义提出典型日的选取标准，并对夏季、冬季典型日不同深度的土壤热通量变化特征进行分析。
浅层土壤热通量受天气影响较大，不同的天气条件，土壤热通量日变化特征明显不同。
夏季和冬季晴天5 mm热通量变化范围各为-23.62 ~ 111.81 W·m-2和-21.46 ~ 69.30 W·m-2；天气条件从晴天、多云到雨天，变化幅度依次减小。
太阳辐射对浅层热通量起主导作用；土壤含湿量的增加导致土壤热通量变化幅度减小；深层土壤热通量的变化主要受土壤温度梯度影响，变化较稳定。
周围建筑物的遮挡效果对浅层土壤热通量的日变化特征影响很大。
然后，结合经验模型计算了地表能量平衡式中的各分量。
通过土壤温度预报校正法（TDEC）验证了5 mm处土壤热通量测量的可靠性，并以此代替地表热通量。
净辐射和太阳直接辐射变化趋势一致，12: 00左右达到峰值，夏季晴天为626.40 W·m-2，冬季晴天为326.64 W·m-2；大气逆辐射变化稳定，夏季均值为381.71 W·m-2，冬季出现下降，均值为255.31 W·m-2。
夏季晴天显热通量与净辐射有相似变化趋势；多云和雨天，显热通量下降，潜热通量上升；冬季晴天显热通量与净辐射变化相反；多云和雨天，显热通量和潜热通量变化稳定。
接着，通过线性回归和波文比-能量平衡法来表征地表能量平衡的摘要变化情况。
晴天裸土表面地表能量平衡闭合率可达到70 %以上；降雨和土壤含湿量的增加，会使地表能量平衡闭合率下降。
晴天时，波文比大于1，显热通量相比于潜热通量占主导地位；多云和雨天时，波文比接近于0。
BCC-CSM2-MR模式对中国陆面过程模拟能力评估
BCC-CSM2-MR模式对中国陆面过程模拟能力评估谭洁;黄安宁;史学丽;张宇;张艳武;曹璐;吴阳【期刊名称】《高原气象》【年(卷),期】2022(41)5【摘要】利用BCC-CSM2-MR模式(北京气候中心-气候系统模式第二版本-中等分辨率)参与CMIP6(第六次国际耦合模式比较计划)的历史试验模拟数据,与GLDAS(全球陆地资料同化系统)数据集和站点观测资料进行比较,系统评估了BCC-CSM2-MR模式对中国地区地表温度、上层(0~10 cm)土壤湿度、地表能量平衡分量等陆面变量的模拟能力,并进一步探讨了引起模式偏差的原因.结果表明:模式可以较好地模拟出各陆面变量的空间分布形势及变率,但在强度上还存在不同程度的偏差.与GLDAS数据相比,除对东南地区夏季地表温度有所高估外,模式在全年大部分时间低估了中国大部分区域的地表温度,尤其对青藏高原地区冬春季地表温度的低估显著,进一步误差分析发现,模式对东南地区夏季降水的低估导致了对向下短波辐射的高估,进而造成了对地表温度的高估,而模式对青藏高原地区地表反照率的高估导致了对向下净短波辐射的低估,最终引起了对地表温度的低估,尤其在冬春季更加明显.另外,模式在所有季节均明显低估了东南地区的上层土壤湿度,而高估了青藏高原地区冬春季的上层土壤湿度,这主要由于模式对降水的模拟偏差所致,而模式对青藏高原地区冬春季上层土壤湿度和10 m风速的高估又共同引起了对地表向上潜热通量的高估.【总页数】13页(P1335-1347)【作者】谭洁;黄安宁;史学丽;张宇;张艳武;曹璐;吴阳【作者单位】南京大学大气科学学院;国家气候中心;成都信息工程大学大气科学学院;江苏省气象局【正文语种】中文【中图分类】P435【相关文献】1.基于陆面过程模式CLM4的中国区域植被总初级生产力模拟与评估2.一个改进的陆面过程模式及其模拟试验研究第二部分:陆面过程模式与区域气候模式的耦合模拟试验3.一个改进的陆面过程模式及其模拟试验研究第一部分:陆面过程模式及其“独立(off-line)”模拟试验和模式性能分析4.同化极轨卫星陆地产品对改善陆面模式模拟能力研究进展5.区域气候模式中不同陆面过程对中国地区地表平衡模拟能力的检验因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
envimet原理
envimet原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：ENVImet是一种用于模拟城市环境的软件。
它的原理是基于大气科学和城市规划原理的交叉应用。
通过模拟人类活动和城市结构在大气中的相互作用，可以更好地理解城市的气候和环境影响。
ENVImet 的原理涉及到多个方面，包括大气环境模拟、城市配置和气候变化预测等。
ENVImet利用先进的大气环境模拟技术，模拟城市区域内的气象要素，如温度、湿度、风速等。
通过对气象要素的精确模拟，可以准确地分析城市气候的特点，包括城市热岛效应、城市风、城市湍流等。
ENVImet考虑了城市结构对气象要素的影响。
城市中的建筑、道路、绿化等元素会改变大气中的热量和湿度分布，从而影响城市的气候环境。
ENVImet可以模拟这些城市结构在大气中的作用，帮助设计者更好地规划城市布局和建筑设计，减少城市热岛效应，提高城市气候的舒适性。
ENVImet还可以用于预测城市的气候变化。
通过模拟不同的城市发展场景，可以预测城市在未来几十年内的气候变化趋势，为城市规划和政策制定提供科学依据。
第二篇示例：Envimet是一种城市环境模拟软件，能够根据城市地形、建筑布局、植被覆盖等因素，模拟城市内部的气象和热环境情况。
它可以帮助城市规划者、建筑设计师等专业人士预测城市内部的气候变化，为城市的可持续发展提供科学依据。
Envimet的原理主要基于数值模拟方法，通过对城市内部的气象和热环境进行数值计算，得出不同时间段内的气候数据，如温度、湿度、风速等。
这些数据可以帮助用户了解城市内部的热岛效应、通风情况和植被对城市气候的影响等重要参数，从而为城市规划和建筑设计提供科学依据。
Envimet的核心原理包括以下几个方面：1. 城市地形模拟：Envimet可以根据城市的地形地貌数据，精确模拟城市内部的高低起伏、街道布局等地形特征。
这有助于确定城市内部的气象流场分布和热环境格局。
2. 建筑布局模拟：Envimet可以对城市内部的建筑布局进行精确模拟，包括建筑高度、密度、朝向等因素。
上海地区地壳应变能力数值模拟
3 密度 /kg ·m2 750 2 801 3 205
弹性模量 /Pa 8.8×1010 9.42×1010 1.23×1011
厚度 /km 13 10 10
蠕变系数 A/Pa-3·s-1 4.8×10-38 4.8×10-38 4.8×10-38
蠕变指数 3 3 3
2
2.1
三维有限元模型建立
边界条件 张培震等 （2002） 利用 1991 — 2001 年 300 多个 GPS 统一速度场，分析中国大陆主要 块体运动状态，通过计算遍布华南地块 22 个 GPS 站的数据得出华南和东南沿海整体向 东和南东东方向运动，上海地区向东的运动速率为 （11 ±1.5）mm/a ，认为：华南和东南 沿海地区在新构造运动上属于比较稳定的块体，内部无重要差异运动 。该结果表明，上 海和周边地区之间水平新构造运动较稳定，在此主要考虑上海市区域内相对变化状况， 不涉及华南块体运动状态 。因此，在建立边界条件时，不考虑周边区域对上海市区域的 水平构造力、固定模型 4 个侧面法向自由度及底部岩体的 Z 方向 。 2.2
1
介质参数
地 壳 长 期 应 变 速 率 为 10-7/a（刘 峡 等，2010； 张 国 民，2001） ， 因 此， 考 虑 利 用 ANSYS 有限元软件进行数值模拟分析，对上海市综合深井第 2 阶段将将建成的 9 个观测 点应变监测能力在理论上进行初步探索 。 上海地处扬子准地台浙西 — 皖南台褶带和下扬子台褶带北东延伸部分，新构造分区 属苏北 — 南黄海沉降区苏锡沪缓慢下降区 。全区第四纪沉积覆盖厚度 300 — 400 m ，浅 部地质构造复杂，块体运动较为稳定，将上海市区域作为弹性块体处理，根据该区域真 实面积即： X 方向 80 km，Y 方向 80 km，深度为达到地壳底部的 33 km 的大小建立模型 。 根据上海市区域壳内反射波 P1、P2 所确定的 C 1、C2 反射界面，将该地区地壳分为上地壳、 中地壳和下地壳 （姚保华等，2007 ） ，分层及各层介质参数见表 1。
弹性模量 /Pa 8.8×1010 9.42×1010 1.23×1011
厚度 /km 13 10 10
蠕变系数 A/Pa-3·s-1 4.8×10-38 4.8×10-38 4.8×10-38
蠕变指数 3 3 3
2
2.1
三维有限元模型建立
边界条件 张培震等 （2002） 利用 1991 — 2001 年 300 多个 GPS 统一速度场，分析中国大陆主要 块体运动状态，通过计算遍布华南地块 22 个 GPS 站的数据得出华南和东南沿海整体向 东和南东东方向运动，上海地区向东的运动速率为 （11 ±1.5）mm/a ，认为：华南和东南 沿海地区在新构造运动上属于比较稳定的块体，内部无重要差异运动 。该结果表明，上 海和周边地区之间水平新构造运动较稳定，在此主要考虑上海市区域内相对变化状况， 不涉及华南块体运动状态 。因此，在建立边界条件时，不考虑周边区域对上海市区域的 水平构造力、固定模型 4 个侧面法向自由度及底部岩体的 Z 方向 。 2.2
1
介质参数
地 壳 长 期 应 变 速 率 为 10-7/a（刘 峡 等，2010； 张 国 民，2001） ， 因 此， 考 虑 利 用 ANSYS 有限元软件进行数值模拟分析，对上海市综合深井第 2 阶段将将建成的 9 个观测 点应变监测能力在理论上进行初步探索 。 上海地处扬子准地台浙西 — 皖南台褶带和下扬子台褶带北东延伸部分，新构造分区 属苏北 — 南黄海沉降区苏锡沪缓慢下降区 。全区第四纪沉积覆盖厚度 300 — 400 m ，浅 部地质构造复杂，块体运动较为稳定，将上海市区域作为弹性块体处理，根据该区域真 实面积即： X 方向 80 km，Y 方向 80 km，深度为达到地壳底部的 33 km 的大小建立模型 。 根据上海市区域壳内反射波 P1、P2 所确定的 C 1、C2 反射界面，将该地区地壳分为上地壳、 中地壳和下地壳 （姚保华等，2007 ） ，分层及各层介质参数见表 1。
不同陆面模式对我国地表温度模拟的适用性评估
不同陆面模式对我国地表温度模拟的适用性评估孙帅;师春香;梁晓;韩帅;姜志伟;张涛【摘要】基于CLDAS大气驱动数据驱动CLM3.5陆面模式和3种不同参数化方案下的Noah-MP陆面模式模拟得到的地表温度,利用中国气象局2009 2013年2000多个国家级地面观测站地表温度进行质量评估.结果表明:从时间分布看,模拟地表温度与观测的偏差及均方根误差均呈季节性波动;从空间分布看,模拟地表温度与观测的偏差及均方根误差在中国东部地区相对于中国西部地区更小.选择Noah-MP陆面模式3种不同参数化方案模拟结果进行对比,结果表明:Noah-MP模式的非动态植被方案不变时,考虑植被覆盖度的二流近似辐射传输方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于考虑太阳高度角和植被三维结构的二流近似辐射传输方案Noah-MP陆面模式模拟的地表温度;选择动态植被方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于选择非动态植被方案的Noah-MP陆面模式;总体而言,考虑动态植被方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于其他两种参数化方案的Noah-MP陆面模式以及CLM3.5陆面模式模拟的地表温度.%As an important physical quantity in the land surface process,the ground temperature plays an important role in climate change research,agricultural production and ecological environment.A set of simulation experiments are carried out,in which ground temperature are simulated by Community Land Model 3.5 (CLM3.5) land surface model and Noah-Multi Parameterization Land Surface Model (Noah-MP) of three different parameterization schemes,forced by China Meteorological Administration Land Data Assimilation System (CLDAS) atmosphere forcing data containing high-quality temperature,pressure,humidity,wind speed,precipitation and solarshortwave radiation.The different model-simulated ground temperature is verified by 2000 national ground temperature observation stations of China Meteorological Administration from 2009 to 2013.Results show that errors of different model-simulated ground temperature compared with observations behave seasonal fluctuations from the error analysis of time series.And the ground temperature simulated by CLM3.5 land surface model and Noah-MP land surface model can better represent the spatial distribution of ground temperature of China in seasonal climate state.The ground temperature is underestimated in general,and the underestimation in spring and autumn is smaller than that in summer and winter.On the spatial distribution,the error of the model-simulated ground temperature in the eastern China is smaller than that in the western China,and in the northeastern China and northern Xinjiang the error is even greater.Three different parameterization schemes of Noah-MP land surface model are selected to compare the simulation result.Results show that when the non-dynamic vegetation scheme remain unchanged,considering different radiation transferring schemes,the two-stream approximation radiative transferring scheme considering vegetation coverage of Noah-MP land surface model performs better than the radiative transferring scheme considering the solar altitude angle and vegetation 3D structures of Noah-MP surface land model.When the default two-stream approximation radiative transferring scheme in Noah-MP land model doesn't change,considering the dynamic vegetation scheme of Noah-MP land surface model,the result shows that the ground temperature choosing thedynamic vegetation scheme of Noah-MP land surface model is better than the non-dynamic vegetation scheme named of NoahMP land model.Above all,the ground temperature simulated by the dynamic vegetation scheme of NoahMP land surface model is better than the other two parameterization schemes of Noah-MP land model and the CLM3.5 land surface model.【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2017(028)006【总页数】13页(P737-749)【关键词】CLDAS;CLM3.5;Noah-MP;地表温度;站点观测【作者】孙帅;师春香;梁晓;韩帅;姜志伟;张涛【作者单位】南京信息工程大学地理与遥感学院,南京210044;国家气象信息中心,北京100081;国家气象信息中心,北京100081;国家气象信息中心,北京100081;国家气象信息中心,北京100081;国家气象信息中心,北京100081【正文语种】中文基于CLDAS大气驱动数据驱动CLM3.5陆面模式和3种不同参数化方案下的Noah-MP陆面模式模拟得到的地表温度，利用中国气象局2009—2013年2000多个国家级地面观测站地表温度进行质量评估。
wrf模式研究城市热岛：以上海为例
用WRF模式研究土地利用类型与城市热岛的关联——以上海市为例王剑（复旦大学环境科学与工程系，上海，200433）摘要：随着经济的快速发展和城市化进程的加速，土地利用情况发生了巨大的变化，由此带来的城市气候和环境问题引起了广泛关注，其中，城市热环境是当前城市气候、环境研究的热点问题。
近几年来，城市地表温度逐步升高，城市热岛现象突出，本文试利用中尺度空气污染的大气模式WRF来研究热岛现象与土地利用类型的关系。
关键词：WRF，土地利用类型，城市热岛Analysis of urban landuse and heat island of Shanghai by using WRFmodelWANG Jian(Department of Environmental Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200433, China) Abstract：Landuse condition is tremendously changed by the rapid development of economic and accelerated process of urbanization, bringing about the broad concern of the climate and environmental issues in urban areas, in which thermal environment becomes the hot spot in current environmental research. In recent years, land surface temperature is gradually increasing and the problem of urban heat island effect is becoming more and more significant. Study the thermal environmental effect makes it possible to reveal the reasons of thermal environment change and propose reasonable suggestions to urban planning.Keywords: Landuse, Urban Heat Island, WRF1.引言：城市热岛[1]定义为城市内部气温比周围郊区高的现象，城市气候中最典型的特征之一，无论是在中高纬度或低纬度地区，这一现象均普遍存在。
上海地区地气温差变化特征及影响因子初步分析
上海农业学报 ２０１８，３４（５）：５５６２
ＡｃｔａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅＳｈａｎｇｈａｉ
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｙｘｂ．ｓｈ．ｃｎ ＤＯＩ：１０．１５９５５?ｊ．ｉｓｓｎ１０００３９２４．２０１８．０５．１０
穆海振，薛正平，李军．上海地区地气温差变化特征及影响因子初步分析［Ｊ］．上海农业学报，２０１８，３４（５）：５５６２．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｇｒｏｕｎｄａｉｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；Ｖａｒｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；Ｉｍｐａｃｔｆａｃｔｏｒｓ；Ｔｈｅｒｍａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
在全球变暖背景下，最近 ５０年全国年平均地表气温增加 １．１℃，每 １０年增温速率为 ０．２２℃，明显
收稿日期：２０１７１０２０ 基金项目：公益性气象行业科研专项（２０１３０６０３０、２０１４０６０３８）；上海市科技兴农重点攻关项目［沪农科攻字（２０１５）第 ４１０号］ 作者简介：穆海振（１９７４—），男，硕士，高级工程师，研究方向：气候学。Ｅｍａｉｌ：ｍｕｈｚ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
上海地区地气温差变化特征及影响因子初步分析
穆海振１，薛正平２，李 军２
（１上海市气象信息与技术支持中心，上海 ２０００３０；２上海市气候中心，上海 ２０００３０）
摘 要：地气温差作为计算地面感热通量的主要指标，对地表热量平衡有重要影响。利用 １９６１—２０１５年上 海地区 ９个气象台（站）的地表温度、地面气温、风速、降水、日照时数、蒸发量、相对湿度观测资料，对上海地区地 气温差变化特征及其影响因素进行了分析。结果表明：（１）上海地区地气温差在夏季最大，冬季最小，各个季节 地气温差均呈现出从中心城区向郊区递增的特征。（２）受地面气温上升速率快于地表温度影响，上海地区年平 均地气温差总体呈缓慢减小趋势，其中夏季最为明显，中心城区和近郊站点减少趋势最为显著。上海中心城区 热岛强度绝对值呈现增大趋势，但其对地气温差变化相对贡献率呈现出降低趋势。（３）影响上海地区夏季和秋 季地气温差的显著环境因子为日照和降水，春季的显著影响因子为降水，冬季的显著影响因子为风速。该结论 对科学认识气候变化背 景 下 城 市 热 环 境 的 变 化 规 律 有 重 要 意 义，也 为 保 护 和 改 善 城 市 生 态 环 境 提 供 了 科 学 依据。
ＡｃｔａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅＳｈａｎｇｈａｉ
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｙｘｂ．ｓｈ．ｃｎ ＤＯＩ：１０．１５９５５?ｊ．ｉｓｓｎ１０００３９２４．２０１８．０５．１０
穆海振，薛正平，李军．上海地区地气温差变化特征及影响因子初步分析［Ｊ］．上海农业学报，２０１８，３４（５）：５５６２．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｇｒｏｕｎｄａｉｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；Ｖａｒｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；Ｉｍｐａｃｔｆａｃｔｏｒｓ；Ｔｈｅｒｍａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
在全球变暖背景下，最近 ５０年全国年平均地表气温增加 １．１℃，每 １０年增温速率为 ０．２２℃，明显
收稿日期：２０１７１０２０ 基金项目：公益性气象行业科研专项（２０１３０６０３０、２０１４０６０３８）；上海市科技兴农重点攻关项目［沪农科攻字（２０１５）第 ４１０号］ 作者简介：穆海振（１９７４—），男，硕士，高级工程师，研究方向：气候学。Ｅｍａｉｌ：ｍｕｈｚ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
上海地区地气温差变化特征及影响因子初步分析
穆海振１，薛正平２，李 军２
（１上海市气象信息与技术支持中心，上海 ２０００３０；２上海市气候中心，上海 ２０００３０）
摘 要：地气温差作为计算地面感热通量的主要指标，对地表热量平衡有重要影响。利用 １９６１—２０１５年上 海地区 ９个气象台（站）的地表温度、地面气温、风速、降水、日照时数、蒸发量、相对湿度观测资料，对上海地区地 气温差变化特征及其影响因素进行了分析。结果表明：（１）上海地区地气温差在夏季最大，冬季最小，各个季节 地气温差均呈现出从中心城区向郊区递增的特征。（２）受地面气温上升速率快于地表温度影响，上海地区年平 均地气温差总体呈缓慢减小趋势，其中夏季最为明显，中心城区和近郊站点减少趋势最为显著。上海中心城区 热岛强度绝对值呈现增大趋势，但其对地气温差变化相对贡献率呈现出降低趋势。（３）影响上海地区夏季和秋 季地气温差的显著环境因子为日照和降水，春季的显著影响因子为降水，冬季的显著影响因子为风速。该结论 对科学认识气候变化背 景 下 城 市 热 环 境 的 变 化 规 律 有 重 要 意 义，也 为 保 护 和 改 善 城 市 生 态 环 境 提 供 了 科 学 依据。
ecopath──一种生态系统能量平衡评估模式
ecopath──一种生态系统能量平衡评估模式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：生态系统是地球上生物种群和它们所处的环境的整体。
生态系统中的各个组成部分之间存在着复杂的相互关系，通过这些关系，能量和物质在生态系统内不断循环流动。
生态系统能量平衡评估模式（Ecopath）是一种用于评估生态系统结构和功能的模型。
本文将介绍Ecopath的原理、应用以及未来发展方向。
在Ecopath模型中，每个节点代表一种生物种群，节点之间的连接代表食物链。
节点之间的链接权重表示食物链中能量的流动方向和转化效率。
通过这些链接权重，Ecopath可以计算生态系统中各种生物种群之间的能量转化效率、食物链长度以及能量流动路径等重要参数。
通过对这些参数的分析，我们可以评估生态系统中不同生物种群之间的相互关系，了解生态系统的结构和功能。
Ecopath模型在许多生态学研究领域中有着广泛的应用。
它可以用于评估渔业资源的可持续利用性，分析环境变化对生态系统的影响，揭示生物物种之间的相互作用关系等。
在海洋生态学领域，Ecopath模型被广泛用于评估渔业资源的利用状况和管理策略的制定。
通过对不同生物种群之间的关系进行分析，可以帮助决策者制定出更科学、更有效的渔业管理政策，实现渔业资源的可持续利用。
Ecopath模型也可以用于研究生态系统的稳定性和脆弱性。
通过对生态系统中能量流动和转化的分析，可以揭示生物物种之间的相互依赖关系，了解生态系统在外部干扰下的抵抗和恢复能力。
这对于保护环境、维护生态系统的稳定性具有重要意义。
尽管Ecopath模型在生态学研究中的应用已经取得了一定的成果，但仍然存在一些挑战和需要解决的问题。
Ecopath模型需要大量的数据支持才能建立完整的生态系统模型，而有些地区或者特定生态系统的数据可能不完整或者不准确，这就限制了Ecopath模型的应用范围。
随着环境变化的加剧和人类活动的影响，生态系统中的复杂性和不确定性也在不断增加，这对Ecopath模型的应用提出了挑战。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｓ
均优于 Ｌ 而在冬 、 春季的模拟情况两者接近 ； ＵＭＰ Ｓ 模式 ， Ｓ Ｕ ＥＷＳ 模式成功再现了储热通量 （ Δ 而在夏季滞后了 ２ｈ， 模拟的 Δ 换时间 ， 东面密集建筑群而使得
Ｓ
） 冬、 春、 秋季早 、 晚正负 值 转
量值季节差异性较 大 。 对 模 式 误 差 随 气 温 、 风速及风向变化进行分析 表 明， 在较高
一种城市地表能量平衡模式在上海的模拟评估
敖翔宇１ 谈建国１ 刘冬 餠１ 王亚东２ 胡 平２
上海市气象与健康重点实验室 ， 上海 ２ １ 上海市气象科学研究所 ， ０ ０ ０ ３ ０ 上海 ２ ２ 上海市气象信息与技术支持中心 ， ０ ０ ０ ３ ０
提 要 ：利用一整年的上 海 城 区 常 规 气 象 和 地 表 能 量 平 衡 观 测 资 料 ， 驱动和检验了局地城市地表能量（ 水 分） 平衡模式
气 象 第４ ３卷 第８期 ｏ ｌ ． ４ ３ Ｎ ｏ ． ８ Ｖ ２０１７ 年 ８ 月 ｕ ｕ ｓ ｔ ０ １ ７ Ａ ２ ｇ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｏ Ｒ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ ＭＯＮＴＨＬ Ｙ
敖翔宇 ， 谈建国 ， 刘冬 餠 ， 等， 一种城市地表能量平衡模式在上海的模拟评估 ［ ］ 气象 ， （ ） ： ２ ０ １ ７． Ｊ ． ４ ３ ８ ９ ７ ３ ９ ８ ６．
引 言
随着 全 球 经 济 的 迅 猛 发 展， 城市化进程特别是 在发展中国家进 一 步 加 速 （ 谢 志 清 等， 黄宏涛 ２ ０ １ ５； 等， ） 。 据联 合 国 估 计 ， 在未来３ 大多数 ２ ０ １ ６ ０ 年 内， 城市人口的增长将主要集中在亚洲和非洲城市 。 快 速城市化进程带来 巨 大 经 济 效 益 的 同 时 ， 也使得极 影响了人居生存环境和社会的 端天气事件的增多 ， 可持 续 发 展 （ 白 莹 莹 等， 李 双 双 等， 刘伟 ２ ０ １ ５； ２ ０ １ ５； 东等 ， 尹志聪等 ， ） 。 城市地区有着与乡村 ２ ０ １ ６； ２ ０ １ ５ 大量的建筑物 、 水泥道路等 截然不同的下垫面覆盖 ， 不透水下垫面取代 了 原 有 的 耕 地 和 森 林 ， 下垫面物 理属性的巨大差异改变了原有地表与大气之间的能 量、 物质交换过程 ， 这是产生城市气候效应的根本原 王迎春等 ， 王晓峰等 ， 周莉等 ， ） 。 因（ ２ ０ １ ２； ２ ０ １ ４； ２ ０ １ ５ 由于城市下垫面的非均一性以及在城市地区建立地 表能量通量观测塔 的 操 作 复 杂 性 ， 目前城市地区的 地表能量通量的直接观测还很欠缺 。 因此有必要设 计参数化方案对 城 市 地 表 能 量 平 衡 各 项 进 行 估 算 。 目前在常见的中尺度模式中均包含有各类不同复杂 程度的地表能量平 衡 陆 面 模 式 ， 对地表能量平衡的 准确估算是改善 中 尺 度 预 报 模 式 模 拟 近 地 层 热 力 、 动力 状 态 的 关 键 因 素 （ 何 晓 凤 等， 王 咏 薇 等， ２ ０ ０ ８； 郑祚芳等 ， ） 。 ２ ０ ０ ８； ２ ０ １ ３ 城市地表能量平衡模式从形态学角度来说主要 包括三类 （ ， ， ） ： Ｇ ｒ ｉ ｍｍ ｏ ｎ ｄｅ ｔ ａ ｌ ２ ０ １ ０； Ｃ ｈ ｅ ｎｅ ｔ ａ ｌ ２ ０ １ １ 第一类为平 板 （ 模 式， 即通过外场观测试验获 ｓ ｌ ａ ｂ） 取如地表反照率 、 动 力 粗 糙 度、 下 垫 面 覆 盖 比 率、 建 筑物高度等城市地 表 特 征 参 数 ， 并建立地表能量通 量各项与 短 波 辐 射 通 量 的 经 验 关 系 来 估 算 地 表 通 水分 ） 平 量 。 这类模式的主要代表有地表城市能量 （ 衡模 式 （ Ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅＵ ｒ ｂ ａ ｎＥ ｎ ｅ ｒ ｎ ｄＷ ａ ｔ ｅ ｒＢ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｇ ｙａ ， （ ， Ｓ Ｕ ＥＷＳ） Ｇ ｒ ｉ ｍｍ ｏ ｎ ｄａ ｎ ｄＯ ｋ ｅ ２ ０ ０ ２； Ｏ ｆ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ｅ ， ， 。这类模式的优 ｆ ｅ ｒ ｌ ｅｅ ｔ ａ ｌ ２ ０ ０ ３； Ｊ ｒ ｖ ｉｅ ｔａ ｌ ２ ０ １ １） 点是需要的驱动量较少 ， 均为常规气象观测资料 ， 且 计算简单 ， 缺点是所需输入参数相对较多 ， 且不同城 市参数取值不 同 ， 需 要 观 测 试 验 确 定。 第 二 类 为 单
（ ／ ） 在上海地区的模拟能力 ， 并对模式输入参数进行了部分 本 地 化 。 模 拟 结 果 表 明 ， Ｓ Ｕ ＥＷＳ Ｌ ＵＭＰ Ｓ Ｓ Ｕ ＥＷＳ 模 式 较 好 地 再 现 对净辐射通量 （ 了各辐射通量的日变化形态 ，
） 中午日峰值低估约为 ２ 模式对四个季节向下长波辐射通量（ ↓ ） ５ Ｗ · ｍ－２ ；
↓
的日变化幅度均被低估 ， 对向上长波辐射通量 （ ↑ ） 的模拟明显优于 日峰值出现时次均有准确模拟 ， 而对 季除外 ）
Ｈ
。Ｓ ／ Ｕ ＥＷＳ Ｌ ＵＭＰ Ｓ模式对感热通量（
Ｈ
） 各季节（ 春
量值各 季 节 均 为 低 估 ； 秋 季 对 白 天 潜 热 通 量 （ Ｅ） 的模拟 Ｓ Ｕ ＥＷＳ 模 式 在 夏 、
Ｓ
气温和较大风速下 ， Ｈ 、 Ｅ 均表现为低估误差增大 ， 而Δ
Ｈ
则相反 ， 表现为更显著地高估 ； 风向的影响主要表现为模式未考虑
Ｈ
较明显低估约为 －５ ０ Ｗ ·ｍ
－２
， 而西侧公园绿地的存在使得
高估约 １ ５ Ｗ·ｍ－２ 。
关键词 ：城市地表能量平衡模式 ， 辐射通量 ， 湍流热通量 ， 上海 中图分类号 ： ／ Ｐ ４ ３ ５ 文献标志码 ： Ａ ⦠ ： １ ０． ７ ５ １ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ ０ ５ ２ ６． ２ ０ １ ７． ０ ８． ０ ０ ８ ｊ
Ｈ Ｅ Ｓ
ｕ ｎ ｄ ｅ ｒｈ ｉ ｈ ｅ ｒ ａ ｉ ｒ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅｏ ｒ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ｅ ｒ ｇ ｐ ｇ
） 和上海市气象局启明星项目 （ ） 共同资助 ４ １ ２ ７ ５ ０ ２ １ ＱＭ ２ ０ １ ７ ０ ９ 国家自然科学基金项目 （ ２ ０ １ ６年１ ２月１ ９ 日收稿 ； ０ １ ７年５月１ ６ 日收修定稿 ２ 第一作者 ： 敖翔宇 ， 主要从事城市边界层气象研究 ． ： Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ａ ｏ ｘ ｉ ａ ｎ ｕ ２ ０ ０ ７＠１ ６ ３． ｃ ｏ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅｕ ｒ ｂ ａ ｎｅ ｎ ｅ ｒ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅｍ ｏ ｄ ｅ ｌ（ Ｓ Ｕ ＥＷＳ Ｌ ＵＭＰ Ｓ）ｗ ａ ｓｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｎｂ ｒ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄｏ ｂ ｇ ｙ（ ｙ１ ｙ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｏｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｃ ａ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｉ ｎＳ ｈ ａ ｎ ｈ ａ ｉ ｕ ｒ ｂ ａ ｎａ ｒ ｅ ａ ． Ｔ ｈ ｅｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｕ ｔ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓｗ ｅ ｒ ｅｐ ａ ｒ ｔ ｐ ｙ ｇ ｐ ｐ ｌ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄｂ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｃ ａ ｎｗ ｅ ｌ ｌ ｒ ｅ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅｄ ｉ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎｏ ｆ ｒ ａ ｄ ｉ ｙ ｙ ｙ ｐ ｐ ，ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｈ ｅｄ ａ ｉ ｌ ｅ ａ ｋｏ ｆｎ ｅ ｔａ ｌ ｌ ｗ ａ ｖ ｅｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｆ ｌ ｕ ｘ （ ）ｗ ａ ｓｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ｄｂ ｂ ｏ ｕ ｔ ｐ ｙｐ ｙａ ２ ５ Ｗ·ｍ－２ ， ｔ ｈ ｅａ ｍ ｌ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅｏ ｆｔ ｈ ｅｄ ｉ ｕ ｒ ｎ ａ ｌｖ ａ ｒ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆｔ ｈ ｅｄ ｏ ｗ ｎ ｗ ａ ｒ ｄｌ ｏ ｎ ｗ ａ ｖ ｅｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｆ ｌ ｕ ｘ （ ↓ ）ｗ ａ ｓ ｐ ｇ ， ａ ｎ ｄｔ ｈ ｅｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒｕ ｗ ａ ｒ ｄｌ ｏ ｎ ｗ ａ ｖ ｅｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｆ ｌ ｕ ｘ （ ↑ ）ｗ ａ ｓｍ ｕ ｃ ｈ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ｄｆ ｏ ｒａ ｌ ｌ ｓ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｓ ｐ ｇ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ↓． Ｔ ｈ ｅｏ ｃ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｉ ｍ ｅｏ ｆ ｔ ｈ ｅｄ ａ ｉ ｌ ｅ ａ ｋｏ ｆ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅｈ ｅ ａ ｔ ｆ ｌ ｕ ｘ （ Ｈ） ｆ ｏ ｒｅ ａ ｃ ｈｓ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ（ ｅ ｘ ｃ ｅ ｔ ｙｐ ｐ ）ｗ ｓ ｒ ｉ ｎ ａ ｓｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄｗ ｅ ｌ ｌｂ Ｕ ＥＷＳ，ｗ ｈ ｉ ｌ ｅｔ ｈ ｅｍ ａ ｎ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅｏ ｆ Ｈｆ ｏ ｒｅ ａ ｃ ｈｓ ｅ ａ ｓ ｏ ｎｗ ａ ｓｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ｄ ． ｐ ｇ ｙＳ ｇ ｉ ｎｓ ｕ ｍｍ ｅ ｒａ ｎ ｄａ ｕ ｔ ｕ ｍ ｎｗ ａ ｓｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒｔ ｈ ａ ｎ Ｔ ｈ ｅｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅｏ ｆＳ Ｕ ＥＷＳ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌｆ ｏ ｒｌ ａ ｔ ｅ ｎ ｔｈ ｅ ａ ｔｆ ｌ ｕ ｘ （ Ｅ） Ｌ ＵＭＰ Ｓ， ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｅ ｒ ｅｖ ｅ ｒ ｉ ｍ ｉ ｌ ａ ｒｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄｓ ｒ ｉ ｎ ． Ｓ Ｕ ＥＷＳｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｕ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｕ ｌ ｌ ｅ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｙｗ ｙｓ ｇｗ ｐ ｇ ｙｒ ｐ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｔ ｉ ｍ ｅｏ ｆ ｔ ｈ ｅｓ ｉ ｎｏ ｆｔ ｈ ｅｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｅｈ ｅ ａ ｔｆ ｌ ｕ ｘ（ Δ ｇ ｇ
均优于 Ｌ 而在冬 、 春季的模拟情况两者接近 ； ＵＭＰ Ｓ 模式 ， Ｓ Ｕ ＥＷＳ 模式成功再现了储热通量 （ Δ 而在夏季滞后了 ２ｈ， 模拟的 Δ 换时间 ， 东面密集建筑群而使得
Ｓ
） 冬、 春、 秋季早 、 晚正负 值 转
量值季节差异性较 大 。 对 模 式 误 差 随 气 温 、 风速及风向变化进行分析 表 明， 在较高
一种城市地表能量平衡模式在上海的模拟评估
敖翔宇１ 谈建国１ 刘冬 餠１ 王亚东２ 胡 平２
上海市气象与健康重点实验室 ， 上海 ２ １ 上海市气象科学研究所 ， ０ ０ ０ ３ ０ 上海 ２ ２ 上海市气象信息与技术支持中心 ， ０ ０ ０ ３ ０
提 要 ：利用一整年的上 海 城 区 常 规 气 象 和 地 表 能 量 平 衡 观 测 资 料 ， 驱动和检验了局地城市地表能量（ 水 分） 平衡模式
气 象 第４ ３卷 第８期 ｏ ｌ ． ４ ３ Ｎ ｏ ． ８ Ｖ ２０１７ 年 ８ 月 ｕ ｕ ｓ ｔ ０ １ ７ Ａ ２ ｇ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｏ Ｒ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ ＭＯＮＴＨＬ Ｙ
敖翔宇 ， 谈建国 ， 刘冬 餠 ， 等， 一种城市地表能量平衡模式在上海的模拟评估 ［ ］ 气象 ， （ ） ： ２ ０ １ ７． Ｊ ． ４ ３ ８ ９ ７ ３ ９ ８ ６．
引 言
随着 全 球 经 济 的 迅 猛 发 展， 城市化进程特别是 在发展中国家进 一 步 加 速 （ 谢 志 清 等， 黄宏涛 ２ ０ １ ５； 等， ） 。 据联 合 国 估 计 ， 在未来３ 大多数 ２ ０ １ ６ ０ 年 内， 城市人口的增长将主要集中在亚洲和非洲城市 。 快 速城市化进程带来 巨 大 经 济 效 益 的 同 时 ， 也使得极 影响了人居生存环境和社会的 端天气事件的增多 ， 可持 续 发 展 （ 白 莹 莹 等， 李 双 双 等， 刘伟 ２ ０ １ ５； ２ ０ １ ５； 东等 ， 尹志聪等 ， ） 。 城市地区有着与乡村 ２ ０ １ ６； ２ ０ １ ５ 大量的建筑物 、 水泥道路等 截然不同的下垫面覆盖 ， 不透水下垫面取代 了 原 有 的 耕 地 和 森 林 ， 下垫面物 理属性的巨大差异改变了原有地表与大气之间的能 量、 物质交换过程 ， 这是产生城市气候效应的根本原 王迎春等 ， 王晓峰等 ， 周莉等 ， ） 。 因（ ２ ０ １ ２； ２ ０ １ ４； ２ ０ １ ５ 由于城市下垫面的非均一性以及在城市地区建立地 表能量通量观测塔 的 操 作 复 杂 性 ， 目前城市地区的 地表能量通量的直接观测还很欠缺 。 因此有必要设 计参数化方案对 城 市 地 表 能 量 平 衡 各 项 进 行 估 算 。 目前在常见的中尺度模式中均包含有各类不同复杂 程度的地表能量平 衡 陆 面 模 式 ， 对地表能量平衡的 准确估算是改善 中 尺 度 预 报 模 式 模 拟 近 地 层 热 力 、 动力 状 态 的 关 键 因 素 （ 何 晓 凤 等， 王 咏 薇 等， ２ ０ ０ ８； 郑祚芳等 ， ） 。 ２ ０ ０ ８； ２ ０ １ ３ 城市地表能量平衡模式从形态学角度来说主要 包括三类 （ ， ， ） ： Ｇ ｒ ｉ ｍｍ ｏ ｎ ｄｅ ｔ ａ ｌ ２ ０ １ ０； Ｃ ｈ ｅ ｎｅ ｔ ａ ｌ ２ ０ １ １ 第一类为平 板 （ 模 式， 即通过外场观测试验获 ｓ ｌ ａ ｂ） 取如地表反照率 、 动 力 粗 糙 度、 下 垫 面 覆 盖 比 率、 建 筑物高度等城市地 表 特 征 参 数 ， 并建立地表能量通 量各项与 短 波 辐 射 通 量 的 经 验 关 系 来 估 算 地 表 通 水分 ） 平 量 。 这类模式的主要代表有地表城市能量 （ 衡模 式 （ Ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅＵ ｒ ｂ ａ ｎＥ ｎ ｅ ｒ ｎ ｄＷ ａ ｔ ｅ ｒＢ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｇ ｙａ ， （ ， Ｓ Ｕ ＥＷＳ） Ｇ ｒ ｉ ｍｍ ｏ ｎ ｄａ ｎ ｄＯ ｋ ｅ ２ ０ ０ ２； Ｏ ｆ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ｅ ， ， 。这类模式的优 ｆ ｅ ｒ ｌ ｅｅ ｔ ａ ｌ ２ ０ ０ ３； Ｊ ｒ ｖ ｉｅ ｔａ ｌ ２ ０ １ １） 点是需要的驱动量较少 ， 均为常规气象观测资料 ， 且 计算简单 ， 缺点是所需输入参数相对较多 ， 且不同城 市参数取值不 同 ， 需 要 观 测 试 验 确 定。 第 二 类 为 单
（ ／ ） 在上海地区的模拟能力 ， 并对模式输入参数进行了部分 本 地 化 。 模 拟 结 果 表 明 ， Ｓ Ｕ ＥＷＳ Ｌ ＵＭＰ Ｓ Ｓ Ｕ ＥＷＳ 模 式 较 好 地 再 现 对净辐射通量 （ 了各辐射通量的日变化形态 ，
） 中午日峰值低估约为 ２ 模式对四个季节向下长波辐射通量（ ↓ ） ５ Ｗ · ｍ－２ ；
↓
的日变化幅度均被低估 ， 对向上长波辐射通量 （ ↑ ） 的模拟明显优于 日峰值出现时次均有准确模拟 ， 而对 季除外 ）
Ｈ
。Ｓ ／ Ｕ ＥＷＳ Ｌ ＵＭＰ Ｓ模式对感热通量（
Ｈ
） 各季节（ 春
量值各 季 节 均 为 低 估 ； 秋 季 对 白 天 潜 热 通 量 （ Ｅ） 的模拟 Ｓ Ｕ ＥＷＳ 模 式 在 夏 、
Ｓ
气温和较大风速下 ， Ｈ 、 Ｅ 均表现为低估误差增大 ， 而Δ
Ｈ
则相反 ， 表现为更显著地高估 ； 风向的影响主要表现为模式未考虑
Ｈ
较明显低估约为 －５ ０ Ｗ ·ｍ
－２
， 而西侧公园绿地的存在使得
高估约 １ ５ Ｗ·ｍ－２ 。
关键词 ：城市地表能量平衡模式 ， 辐射通量 ， 湍流热通量 ， 上海 中图分类号 ： ／ Ｐ ４ ３ ５ 文献标志码 ： Ａ ⦠ ： １ ０． ７ ５ １ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ ０ ５ ２ ６． ２ ０ １ ７． ０ ８． ０ ０ ８ ｊ
Ｈ Ｅ Ｓ
ｕ ｎ ｄ ｅ ｒｈ ｉ ｈ ｅ ｒ ａ ｉ ｒ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅｏ ｒ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ｅ ｒ ｇ ｐ ｇ
） 和上海市气象局启明星项目 （ ） 共同资助 ４ １ ２ ７ ５ ０ ２ １ ＱＭ ２ ０ １ ７ ０ ９ 国家自然科学基金项目 （ ２ ０ １ ６年１ ２月１ ９ 日收稿 ； ０ １ ７年５月１ ６ 日收修定稿 ２ 第一作者 ： 敖翔宇 ， 主要从事城市边界层气象研究 ． ： Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ａ ｏ ｘ ｉ ａ ｎ ｕ ２ ０ ０ ７＠１ ６ ３． ｃ ｏ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅｕ ｒ ｂ ａ ｎｅ ｎ ｅ ｒ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅｍ ｏ ｄ ｅ ｌ（ Ｓ Ｕ ＥＷＳ Ｌ ＵＭＰ Ｓ）ｗ ａ ｓｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｎｂ ｒ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄｏ ｂ ｇ ｙ（ ｙ１ ｙ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｏｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｃ ａ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｉ ｎＳ ｈ ａ ｎ ｈ ａ ｉ ｕ ｒ ｂ ａ ｎａ ｒ ｅ ａ ． Ｔ ｈ ｅｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｕ ｔ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓｗ ｅ ｒ ｅｐ ａ ｒ ｔ ｐ ｙ ｇ ｐ ｐ ｌ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄｂ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｃ ａ ｎｗ ｅ ｌ ｌ ｒ ｅ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅｄ ｉ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎｏ ｆ ｒ ａ ｄ ｉ ｙ ｙ ｙ ｐ ｐ ，ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｈ ｅｄ ａ ｉ ｌ ｅ ａ ｋｏ ｆｎ ｅ ｔａ ｌ ｌ ｗ ａ ｖ ｅｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｆ ｌ ｕ ｘ （ ）ｗ ａ ｓｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ｄｂ ｂ ｏ ｕ ｔ ｐ ｙｐ ｙａ ２ ５ Ｗ·ｍ－２ ， ｔ ｈ ｅａ ｍ ｌ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅｏ ｆｔ ｈ ｅｄ ｉ ｕ ｒ ｎ ａ ｌｖ ａ ｒ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆｔ ｈ ｅｄ ｏ ｗ ｎ ｗ ａ ｒ ｄｌ ｏ ｎ ｗ ａ ｖ ｅｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｆ ｌ ｕ ｘ （ ↓ ）ｗ ａ ｓ ｐ ｇ ， ａ ｎ ｄｔ ｈ ｅｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒｕ ｗ ａ ｒ ｄｌ ｏ ｎ ｗ ａ ｖ ｅｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｆ ｌ ｕ ｘ （ ↑ ）ｗ ａ ｓｍ ｕ ｃ ｈ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ｄｆ ｏ ｒａ ｌ ｌ ｓ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｓ ｐ ｇ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ↓． Ｔ ｈ ｅｏ ｃ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｉ ｍ ｅｏ ｆ ｔ ｈ ｅｄ ａ ｉ ｌ ｅ ａ ｋｏ ｆ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅｈ ｅ ａ ｔ ｆ ｌ ｕ ｘ （ Ｈ） ｆ ｏ ｒｅ ａ ｃ ｈｓ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ（ ｅ ｘ ｃ ｅ ｔ ｙｐ ｐ ）ｗ ｓ ｒ ｉ ｎ ａ ｓｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄｗ ｅ ｌ ｌｂ Ｕ ＥＷＳ，ｗ ｈ ｉ ｌ ｅｔ ｈ ｅｍ ａ ｎ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅｏ ｆ Ｈｆ ｏ ｒｅ ａ ｃ ｈｓ ｅ ａ ｓ ｏ ｎｗ ａ ｓｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ｄ ． ｐ ｇ ｙＳ ｇ ｉ ｎｓ ｕ ｍｍ ｅ ｒａ ｎ ｄａ ｕ ｔ ｕ ｍ ｎｗ ａ ｓｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒｔ ｈ ａ ｎ Ｔ ｈ ｅｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅｏ ｆＳ Ｕ ＥＷＳ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌｆ ｏ ｒｌ ａ ｔ ｅ ｎ ｔｈ ｅ ａ ｔｆ ｌ ｕ ｘ （ Ｅ） Ｌ ＵＭＰ Ｓ， ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｅ ｒ ｅｖ ｅ ｒ ｉ ｍ ｉ ｌ ａ ｒｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄｓ ｒ ｉ ｎ ． Ｓ Ｕ ＥＷＳｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｕ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｕ ｌ ｌ ｅ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｙｗ ｙｓ ｇｗ ｐ ｇ ｙｒ ｐ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｔ ｉ ｍ ｅｏ ｆ ｔ ｈ ｅｓ ｉ ｎｏ ｆｔ ｈ ｅｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｅｈ ｅ ａ ｔｆ ｌ ｕ ｘ（ Δ ｇ ｇ