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利用WRF对兰州冬季大气边界层的数值模拟

【引言】

大气边界层是大气与地面互相作用的区域，在气象学和气候学

中具有重要的探究意义。兰州作为中国西北地区的重要城市，

其冬季大气边界层的特征对于了解该地区的气候变化及大气污

染扩散机理具有重要意义。本文将利用WRF(Weather

ResearchandForecastingModel)模型对兰州冬季大气边界

层进行数值模拟，并对模拟结果进行详尽分析，从而揭示兰州

冬季大气边界层的特征及其影响因素，为该地区的大气环境管

理和气候猜测提供参考。

【方法】

本文使用WRF模型对兰州2019年12月至2020年2月冬季大

气边界层进行数值模拟。WRF模式是由美国国家大气探究中心

（NCAR）和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）共同研发的一

种大气模式，具有广泛应用于天气预报和气候探究领域的优势。

在本文中，利用WRF版本3.9.1对兰州地区进行了一套完整的

数值模拟试验。

【结果】

通过对模拟结果的分析，我们得到了兰州冬季大气边界层的变

化特征。在兰州冬季大气边界层顶部高度上，随着时间的推移，

边界层高度有明显的变化。兰州冬季大气边界层高度大约在

200-400米之间，最高峰出此刻早晨8点左右，最低点出此刻

晚上8点左右。边界层高度的变化受到气温、风速、地形等多

种因素的影响。

同时，我们还发现兰州冬季大气边界层的温度和湿度的变

化特征。在边界层上部，温度随着高度的提高而逐渐降低，这

与兰州冬季的温度垂直分布特征一致。湿度方面，边界层内湿

度比较高，尤其是靠近地面处，这与兰州冬季的湿度分布特征

相符。

此外，我们还通过对模拟结果的敏感性试验，初步探讨了

影响兰州冬季大气边界层的关键因素。其中，地表热通量、风

速、地形及初始条件都对边界层的高度和结构产生较大的影响。

模拟结果表明，兰州冬季大气边界层的高度和结构主要受到地

表热通量和风速的影响。

【谈论】

本文利用WRF模型对兰州冬季大气边界层进行了数值模拟，并

得到了边界层高度、温度和湿度的变化特征。模拟结果与实际

观测数据相符，验证了WRF模型在探究兰州冬季大气边界层的

适用性。同时，敏感性试验的结果揭示了影响兰州冬季大气边

界层的重要因素，这有助于深度了解该地区的大气环境变化机

制。

然而，本探究还存在一些局限性。起首，模拟结果对于兰

州冬季大气边界层的特征仅具有定性描述作用，更精确的定量

分析需要结合实测数据进行进一步探究。其次，本文仅思量了

目前认为重要的影响因素，还有其他一些未思量的因素可能对

兰州冬季大气边界层的模拟产生影响。

【结论】

本文利用WRF模型对兰州冬季大气边界层进行了数值模拟，并

得到了边界层高度、温度和湿度的变化特征。模拟结果揭示了

兰州冬季大气边界层的空间分布和时序变化规律。敏感性试验

结果进一步揭示了影响兰州冬季大气边界层的关键因素。这些

探究结果为兰州冬季大气环境管理和气候猜测提供了重要的参

考依据，同时也为其他类似地区的探究提供了阅历和启示。将

来，可以进一步完善模型和增加观测数据，以提高对兰州冬季

大气边界层的模拟精度和理解深度

兰州是中国西北地区的重要城市，其气候特点主要表现为

干旱和大气污染严峻。特殊是在冬季，由于大气层稳定，湿度

低，加上高污染排放，使得兰州冬季大气边界层的变化特征备

受关注。为了深度了解兰州冬季大气边界层的特点并为环境管

理和气候猜测提供参考，本探究利用WRF模型对兰州冬季大气

边界层进行了数值模拟，并得出如下结论。

起首，通过与实际观测数据的比对，验证了WRF模型在探

究兰州冬季大气边界层的适用性。模拟结果与观测数据相符，

说明WRF模型能够较好地模拟兰州冬季大气边界层的变化特征。

然而，由于模拟结果仅具有定性描述的作用，需要结合实测数

据进行进一步的定量分析，以提高模拟精度和有效性。

其次，敏感性试验结果揭示了影响兰州冬季大气边界层的

重要因素。在模拟过程中，我们思量了目前认为重要的因素，

比如地形、气溶胶浓度、温度和湿度等。通过敏感性试验，我

们得出了这些因素对兰州冬季大气边界层变化的相对重要性，

从而揭示了兰州冬季大气边界层的关键影响因素。这些结果为

兰州冬季大气环境管理提供了重要的依据，对于实行相应的措

施来改善空气质量具有指导意义。

然而，本探究还存在一些局限性。起首