城市大气边界层的综合观测研究——实验介绍与近地层微气象特征分析

被引：21

作者：

刘罡 ^{[1
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孙鉴泞 ^{[1
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蒋维楣 ^{[1
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刘红年 ^{[1
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袁仁民 ^{[2
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罗涛 ^{[2
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机构：

[1] 南京大学大气科学学院

[2] 中国科学技术大学地球与空间科学学院

来源：

中国科学技术大学学报 | 2009年 / 39卷 / 01期

关键词：

城市边界层; 综合观测; 近地层; 微气象特征; 归一化摩擦速度;

D O I：

暂无

中图分类号：

P404 [近地面层气象学、近地面层大气物理学];

学科分类号：

0706 ; 070601 ;

摘要：

介绍了南京大学大气科学系依托国家自然科学基金重点项目《城市边界层三维结构研究》在南京进行的两次城市边界层综合观测实验(时间分别在2005年夏季与2006年冬季),对实验所获观测资料进行了初步分析,获得了一些城市近地层微气象学的基本特征,并对结果进行了讨论.主要结果为:市区气温明显高于郊区,体现出城市热岛效应的存在,且市区与郊区的气温差异随高度的增加而减小;2006年冬季观测期间,市区的风速比郊区约小1 m/s,反映出城市建筑物对气流的摩擦、阻尼和拖曳等作用,这些作用使得平均风速在城市上空衰减,并使一部分气流平均动能转化为湍流动能;市区白天的感热通量与郊区相当,但潜热通量远小于郊区,因此市区的鲍恩比远大于郊区.市区下垫面储热项在地表能量分配中占有较大份额,成为城市热岛效应的主要成因;夏季观测期间,市区摩擦速度均值比郊区高34%;冬季观测期间,市区摩擦速度均值比郊区高23%.这种夏季大于冬季、市区大于郊区的现象表明,由于冬/夏热力学性质和城/郊下垫面动力学性质的不同而引起湍流活动的差异;为了定量地衡量气流平均场转化为湍流场的效率,表述动量输送的强弱,我们引入了一个新的变量:归一化摩擦速度.对冬/夏两季和城/郊两地的比较发现,归一化摩擦速度具有很好的相似性和一致性,它表现为一个不随季节和时间变化的常数;通过比较水平湍流方差2uσ+2vσ与垂直湍流方差2σw的方法,来更直观地研究湍流能量在水平和垂直两个方向上的分配特征.在2006年冬季观测期间,市区的2σw/(2uσ+2vσ)平均值为0.16,郊区为0.14,市区湍流能量在垂直方向所占份额略高于郊区.

引用

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共 11 条

[1] 南京城市边界层微气象特征观测与分析 [J].