长江三角洲城市群对区域边界层结构及云和降水的影响

【摘要】本论文结合观测资料和数值模拟分析了长江三角洲城市群对区域边界层结构的影响,探讨了城市群影响云和降水的可能性物理机制。基于25年的卫星云资料(PATMOS-x,0.5°×0.5°)和11年的卫星降水资料(TRMM3B42,0.25。×0.25。),研究了长江三角洲地区大规模城市化对云和降水的影响。结果表明,夏季低云量和降水有明显的局地差异性。沿海城市密集区的夏季低云量在1982～2006年间是显著增加的,而其他地区增幅很小,最大增值中心位于上海西北方向,这里的总云量减幅也最小(整个研究区域总云量普遍递减)。夏季降水量和降水强度高值中心重合,最大值中心也在上海西北方向,但其与上海的距离比云量增值中心距上海更远。为了提高数值模式的模拟能力,首先利用城市边界层观测资料对WRF模式(theWeahterResearchandForcastModel)中的单层城市冠层模式(theSingleLayerUrbanCanopyModel,SLUCM)进行了离线评估和参数的敏感性分析,并在此基础上给出了更适合于高密度城市地区的城市冠层参数(冬、夏季各一套),提高了WRF模式的模拟能力。利用改进的WRF模式,分析了长江三角洲城市群对区域边界层结构的影响,并探讨了其影响云和降水的可能性物理机制。研究发现：(1)大规模城市化导致对流边界层中低层(约1km以下)出现大范围温度增加和比湿减小的现象,而在中高层(约1.2～1.8km)则有明显的降温增湿；城市化影响的下游效应与城区面积和风速大小有关。(2)水陆性质差异和城市群效应相互作用,使上海下风向、苏锡常(苏州、无锡、常州)地区以及杭州地区的低层都出现强辐合带,辐合强度最大的时段在下午,辐合带的位置在城市热岛边缘,而内陆城市群附近的辐合强度则相对较弱。沿海城市群导致的低层辐合增强是该地区城市群促进云和降水生成的关键因子：一方面,低层风场辐合加强,激发了更强的上升运动,使对流边界层顶被抬高,而温度和水汽在对流边界层内上下混合均匀,从而导致边界层中高层降温增湿,利于水汽凝结；另一方面,低层风场辐合还伴随有水汽辐合,而强烈的上升运动将更多的低层水汽带到高层。(3)典型个例的数值模拟结果也表明,城市化导致沿海地区的云和降水位置更加集中,其中心区域在上海下风向。而且使得上海——苏锡常地区总体云量和降水量在午后至傍晚时段有所增加。
【作者】赵文静；
【导师】孙鉴泞；张宁；
【作者基本信息】南京大学，大气物理学与大气环境，2014，博士
【关键词】城市群；长江三角洲；边界层结构；云和降水；卫星资料；单层城市冠层模式；

【参考文献】
[1]朱庆玮.GaN基双异质结特性研究[D].西安电子科技大学,微电子学与固体电子学,2010,硕士.
[2]刘笑天.基于昂谱模式的舟山群岛新区海岛旅游产品开发[D].浙江海洋学院,农村与区域发展（专业学位）,2014,硕士.
[3]居发新.30例全手皮肤套状撕脱伤临床疗效分析[D].苏州大学,骨外科学（专业学位）,2013,硕士.
[4]柯贤军.精益生产在LS公司成本降低中的应用[D].天津大学,工业工程,2013,硕士.
[5]张蕊.六价铬在土壤中迁移转化影响因素研究及风险评价[D].吉林大学,环境工程,2013,硕士.
[6]陈长年.第13届欧洲机床展(13EMO)观后感[J].机电一体化.1999(05)
[7]孙晓利.特异性U1snRNA和Morpholino对SCN1A基因剪接突变的修复机理探讨[D].广州医科大学,神经病学（专业学位）,2014,硕士.
[8]张云鑫.SAR图像特征数据提取与SAR图像分割研究[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[9]王新军,洪晓光,王海洋,马绍汉.利用领域知识改进数据仓库中知识发现查询的效率[J].计算机科学,2004,02:123-125.
[10]柯玲,周小佳.信息经济发展中的信息经济测度研究[J].电子科技大学学报(社科版),2005,04:14-18.
[11]曹正辉.转Bt基因糙米作为生长猪日粮原料的安全性评价[D].河南科技大学,生态学,2014,硕士.
[12]潘伯广,陈晓玉,赵云,洪成林.基于聚多巴胺膜包覆的磁性纳米复合材料构建的新型免疫传感器研究[J].石河子大学学报(自然科学版),2014,06:731-736.
[13]华裕伟.航拍视频绝缘子部件的提取与识别[D].大连海事大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[14]许河川.基于形状优化的多级优化设计的研究[D].南京航空航天大学,飞行器设计,2004,硕士.
[15]曾建国.华立控股集团公司经理股票期权制度的研究[D].湖南大学,工商管理,2003,硕士.
[16]殷晓梅.乙酰甲胺磷农药的纳米TiO_2-UV光催化降解特性研究[D].上海理工大学,食品科学,2011,硕士.
[17]浙江省教育厅高校管理干部赴美培训团,施建青.美国高校对建设研究型大学的启示——以浙江工业大学为例[J].高教与经济,2012,04:1-5+8.
[18]杨申波.基于SLS的快速树脂模具技术研究[D].沈阳理工大学,机械电子工程,2013,硕士.
[19]范静媛.基于碳纳米管修饰电极的电化学研究[D].西北师范大学,2009.
[20]杨程.功能化石墨烯/聚合物复合材料的介电性能研究[A].中国仪表功能材料学会、重庆材料研究院、哈尔滨工业大学、《功能材料》期刊社.第八届中国功能材料及其应用学术会议摘要[C].中国仪表功能材料学会、重庆材料研究院、哈尔滨工业大学、《功能材料》期刊社:,2013:1.
[21]孙晓冬.一种基于χ~2测试的序列模式挖掘算法[J].辽宁大学学报(自然科学版),2004,02:148-152.
[22]汪宏晶.中国未婚女大学生意外妊娠及相关因素调查研究[D].华中科技大学,流行病与卫生统计学,2012,硕士.
[23]郝济源.肝胆同治法治疗慢性胆囊炎合并胆石症的临床观察[D].黑龙江中医药大学,中医内科学（专业学位）,2014,硕士.
[24]葛斌.入侵检测方法研究及其在IDS中的实现[D].国防科学技术大学,2003.
[25]付新喜.人工湿地系统模式原理与污水处理效果研究[D].中南林业科技大学,环境科学,2013,硕士.
[26]帅军.若干非线性偏微分方程动态系统降维问题的研究[D].中南大学,应用数学,2014,博士.
[27]信戈.辩诉交易本土化问题研究[D].安徽大学,法律,2013,硕士.
[28]宋金亚.基于介电特性和灰色理论的苹果内部品质无损检测方法研究[D].浙江工业大学,机械电子工程,2004,硕士.
[29]侯加兵.厂级监控信息系统信息安全关键技术研究[D].南京理工大学,计算机应用技术,2011,硕士.
[30]赵英杰.尼古丁通过α7nACHR调节人脐带间充质干细胞功能的研究[D].第二军医大学,外科学,2013,硕士.
[31]刘晓颖.民营养老机构发展研究[D].西南交通大学,行政管理,2014,硕士.
[32]王悦.基于低碳绿色发展理念的我国航运企业竞争力评价研究[D].大连海事大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[33]沈备军.企业网络计算的参考框架与关键技术及其支持环境的研究[D].中国科学院研究生院（软件研究所）,2001.
[34]马琳.螺旋桨设备的比例阀数字化的研究[D].江苏科技大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[35]雷新泉.ALPHA机Y2K问题的一种解决方案[J].冶金自动化,1999,03:41-43.
[36]仝晔芝.非物质文化遗产与秦镇城镇空间关联性研究[D].长安大学,城市规划与设计,2014,硕士.
[37]张鹏程.化学熏蒸除虫的危害及对策[J].包装世界.2000(02)
[38]谢春旭.国际税收协定中受益所有人概念探析[D].厦门大学,国际法学,2014,硕士.
[39]周新征.基于DSP互感器校验仪软硬件设计[D].武汉理工大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[40]吴妍.维司力农类似物的分子设计、合成及其正性肌力活性研究[D].延边大学,药物化学,2014,博士.
[41]张婕.蛋白质组学多维色谱质谱分析平台新技术新方法研究[D].复旦大学,2006.
[42]滕要辉.速冻水饺中微生物变化规律及多重PCR检测技术的建立[D].河南农业大学,食品科学,2012,硕士.
[43]柳国松,汪建华,翁俊,邓丽莉.MPCVD工艺参数对石墨烯性能影响的研究[J].真空与低温,2014,06:319-324.
[44]陈龙.基于Web日志的用户行为分析研究[D].景德镇陶瓷学院,概率论与数理统计,2014,硕士.
[45]王家林,张林祥,金国英.磁测找油的探索[J].石油地球物理勘探,1982,06:60-65.
[46]杨焱,钟章队.铁路编组站GSM-R分层覆盖系统及其干扰共存分析[J].铁道学报,2014,12:40-45.
[47]江琼.《红楼梦》后四十回回目修辞研究[D].信阳师范学院,汉语言文字学,2014,硕士.
[48]刘成林,田玉平.具有时延的多个体系统的一致性问题综述[J].控制与决策,2009,11:1601-1608+1614.
[49]张琳.慢速可生物降解有机物抑制活性污泥丝状菌膨胀[D].西安建筑科技大学,环境工程,2013,硕士.
[50]牛濛.当代中国村干部素质构建研究[D].河北大学,政治学理论,2014,硕士.