边界层参数化方案对边界层热力和动力结构特征影响的比较

本文利用高分辨率中尺度WRF模式，通过改变边界层参数化方案进行多组试验，评估该模式对美国北部森林地区边界层结构的模拟能力，同时比较了五种不同边界层参数化方案模拟得出的边界层热力和动力结构.结果表明：除个别方案外，配合不同边界层方案的WRF模式都能成功模拟出白天对流边界层强湍流混合特征和夜间稳定边界层内强逆温、逆湿和低空急流等热力和动力结构.非局地YSU、ACM2方案在白天表现出强的湍流混合和卷夹，相比于局地MYJ、UW方案，模拟的对流边界层温度更高、湿度更低、混合层高度更高、感热通量更大，更接近实际观测，这表明在不稳定层结下考虑非局地大涡输送更为合理，但局地方案在风速和风向的预报上存在一定优势.TEMF方案得到的白天局地湍流混合强度为所有方案中最弱，混合层难以发展，无法体现对流边界层内气象要素垂直分布均匀的特点.对于夜间稳定边界层的模拟，不同参数化方案之间的差异较小，但是YSU方案在一定程度上高估了机械湍流，导致局地湍流混合偏强，从而影响了其对稳定边界层的模拟能力.