Nudging地面加密观测改进数值模式对城市效应及其触发对流的模拟：一次夜间个例试验

作者：尹金方^*; 黄洁; 史永强; 王洪; 梁旭东; 谢衍新

来源：热带气象学报, 2022, 38(03): 331-342.

DOI：10.16032/j.issn.1004-4965.2022.026

• 城市效应
• Nudging
• 地面加密观测
• 数值模拟
• 极端降水

城市(热力、动力、人类活动等)效应对城市及周边地区强降水有着重要的影响。由于涉及到多方面因素，在数值模式中合理描述城市效应仍然存在许多困难。采用Nudging地面加密观测间接引入城市效应(Nudg)和使用城市冠层模式直接引入城市效应(Urba)两种方式模拟了2017年5月7日发生在广东广州的一次极端降水过程。结果表明Nudging地面加密观测能够有效地在数值模式中引入城市效应，从而合理地再现出城市热岛及其触发的对流和强降水的时空演变，而使用城市冠层模式未能够模拟出城市热岛及其触发的对流和降水。具体而言，Nudg能够维持城市的热岛，在城市热岛的下风方最先触发了对流，对流快速发展并稳定维持，从而在广州城市下风(西北)方形成了强降水。然而，Urba试验中城市热岛迅速减弱消亡，从而未能在城市下风方触发出对流，导致降水模拟的失败；尽管后期在城市下风方边缘及北部山区有零星的雷达回波，但均未能够发展形成组织化的对流单体或系统。对本次强降水事件对流的触发而言，城市热岛的加热作用较城市的摩擦辐合更重要。提出的Nudging地面加密观测间接地引入城市效应的方法可用于与城市下垫面相关的各类天气事件的模拟研究。

• 单位
  中国气象科学研究院; 灾害天气国家重点实验室; 中国气象局广州热带海洋气象研究所