一、“结合法”表示的下垫面温湿非均匀对夏季风气候影响的数值试验（论文文献综述）
任雪塬[1]（2021）在《夏季风影响过渡区典型生态系统陆面水热交换特征及其影响因子研究》文中指出夏季风影响过渡区是典型的生态系统过渡区和生态环境脆弱带,有关该区域地表水热传输过程以及环境生态因子对能量分配的影响研究是该特殊区域亟待解决的科学问题。本文选取夏季风影响过渡区中六种植被类型——高寒草甸、荒漠草地、玉米农田、半干旱草地、马铃薯农田及小麦农田,深入了解了夏季不同类型下垫面能量平衡和分配过程,分析了该区域Bowen比的日、季节以及年际变化,并从气候环境和生理生态两个方面探究了影响因子对不同生态系统水热传输过程的调控作用,在此基础上,使用长时间序列的农田生态系统观测资料,揭示了同一生态系统不同干湿条件下上述因子对陆面水热交换规律的响应。该研究对揭示夏季风影响过渡区生态系统陆面特征及改进陆面过程参数化关系具有重要参考意义。本文主要得到以下几点结论:（1）各生态系统地表能量均不平衡,相比于可利用能量,湍流通量被低估了。在夏季风过渡区不同类型下垫面中,半干旱草地的地表能量闭合程度接近理想状况,达91%;其次为小麦农田生态系统（74%）。荒漠草地（69%）与高寒草甸（71%）能量闭合度相差不大,马铃薯农田（61%）的地表闭合程度仅次于玉米农田（62%）。长期观测结果表明,半干旱农田生态系统地能量闭合度（89%）与半湿润农田生态系统相近（81%）。（2）在过渡区典型下垫面中,净辐射、潜热通量、感热通量、土壤热通量均值的最大值分别出现在玉米农田（130.33 W?m 2）、高寒草甸（81.45 W?m2）、半干旱草地（42.56 W?m 2）、荒漠草地（4.32 W?m2）中。对于观测时间较长的农田生态系统而言,半干旱区与半湿润区净辐射、感热通量日峰值非常接近,但潜热通量相差悬殊,半湿润区农田潜热通量日峰值几乎是半干旱区的2倍;土壤热通量日峰值半湿润区约为半干旱区的2/3。（3）过渡区中,玉米农田、高寒草甸、马铃薯农田及小麦农田的潜热通量在能量分配中占主导地位,荒漠草地、半干旱草地通过感热通量加热大气。相比不同类型下垫面夏季的能量分配而言,半干旱区农田生态系统生长季受季风降水波动大的影响,出现了感热通量和潜热通量在能量分配中呈现交替占优的现象,半湿润区可利用能量则主要由潜热通量消耗。此外,半湿润区生长季潜热通量是感热通量的2.4倍,但同期半干旱区二者几乎相当。（4）荒漠草地和半干旱草地夏季感热通量为可利用能量的主要消耗项,其余下垫面则以潜热通量为主要消耗项。相比于生长季的观测结果,半干旱区农田生态系统年内感热通量是可利用能量的主要消耗项,即使在降水较为集中的季风期,其Bowen比依旧在1附近波动。对于半湿润区农田生态系统而言,夏季潜热通量在能量分配中占主导地位（Bowen比平均值为0.71）,其余三季感热在能量分配中起支配作用（Bowen比在1.15-5.85）。（5）从影响陆面水热交换的气象因子来看,过渡区不同下垫面Bowen比的主要影响因子饱和水汽压差（VPD）、地-气温差。影响不同干湿条件下农田生态系统Bowen比的主要环境因子为平均温度（Ta）、VPD、浅层土壤含水量（SWC）和降水量。该区域Bowen比与Ta呈负相关关系符合理论分析,且这一规律在半湿润区比半干旱区表现更好。在干旱条件下,VPD与半湿润区Bowen比的相关性更显着。该区域农田生态系统的Bowen比随SWC的增大而减小,在半干旱地区减小的幅度更大,因为半干旱地区陆面水热交换过程对SWC的变化更敏感。（6）从影响生长季Bowen比的生态因子来看,过渡区典型下垫面归一化植被指数（NDVI）均与湍流通量有较好的相关关系,其中潜热通量随NDVI增加,感热通量与NDVI呈负相关关系。各典型下垫面Bowen比和NDVI的回归方程系数与NDVI均值也呈指数减小关系。二者的这种关系实际上是生态因子对蒸散量的影响,即NDVI通过影响冠层导度（Gs）来调节生态系统的蒸腾过程,进而对生态系统Bowen比产生重要的调节作用。在水热交换的季节和年际变化中,Priestley-Taylor系数（）与Bowen比之间满足幂函数规律,半湿润区和半干旱区2分别为0.62和0.72。另外,该区域生态系统Bowen比随NDVI的增大而减小,半湿润区二者关系更显着（2=0.40）,但半干旱区Bowen比对NDVI变化的响应更迅速。Gs与Bowen比之间呈负指数关系,半干旱区Bowen比随Gs的增大而减小的趋势比半湿润区更明显。
任余龙,张铁军,柳媛普,吴晶[2]（2020）在《夏季风过渡区下垫面非均匀性对一次暴雨影响的数值模拟》文中研究说明下垫面性质非均匀性造成的陆气能量通量差异是影响局地强降水发生的重要原因。中国夏季风过渡区植被过渡快、性质差异大,非均匀性强,是极端降水多发区。为了探究该区域下垫面非均匀性对强降水的影响,在统计分析下垫面特征基础上,对2017年8月28—29日受西太平洋副热带高压西南暖湿气流和中高纬南下冷空气共同影响下的典型暴雨过程,利用中尺度模式WRF3.8及NCAR-LSM陆面模型,设计敏感试验,探讨下垫面种类变化对暴雨强度、落区及通量参数的影响。结果表明:该区域分布着3～6种下垫面,青海东部到甘肃中部下垫面种类相对单一,非均匀性弱,而西北地区东南部、四川北部下垫面种类多在6种以上,非均匀性强。模式单一格点中代表性下垫面类型对陆气通量贡献率不足50%,表明仅用单一下垫面计算陆气通量不适宜。随着模式格点中下垫面种类的增加,不同量级的降水区面积与实况更加接近,且主雨带网格内陆面特征物理量的非均匀性增强。相比于控制试验,两组敏感试验模拟的浅层地表温度、地表热通量、感热通量、潜热通量等在白天均有所减弱,一定程度上消弱了因未考虑下垫面非均匀性而导致的陆面特征物理量误差偏大的现象,从而减小了对流有效位能,抑制对流性降水的产生,一定程度上降低了降水的正偏差。
曾剑[3]（2020）在《夏季风影响过渡区陆面能量交换及其对季风湿润指数的响应研究》文中进行了进一步梳理陆面能量交换是联系陆地和大气两个系统之间的关键纽带,驱动着陆地上的大气运动,是理解天气和气候变化的重要方面。夏季风影响过渡区是我国夏季风向中纬度西风带过渡的区域,是冷干与暖湿气团的频繁交汇地带;该区气候变化的影响因素复杂,气候的动态性最明显,但是夏季风对该区域的影响无疑是最为重要的因素之一。最近几十年我国夏季风总体处于持续减弱的阶段。在此背景下,夏季风影响过渡区面临着干旱化和荒漠化的压力,并且这种气候环境变化趋势也正在驱动该地区的陆面能量交换特征发生显着变异。因此,十分有必要深入研究陆面能量交换对夏季风的响应。本文首先构建了用于描述夏季风过渡区夏季风活动的季风湿润指数,接着分析了该区域陆面能量通量的时空特征;在此基础上研究了陆面能量通量交换对夏季风的响应特征及其响应机制。得到以下主要结论:（1）夏季风活跃度的定量描述。本文基于比湿阈值构建了一个能够反映过渡区内夏季风活跃度的夏季风湿润指数（HI）。这些比湿阈值能够描述东亚夏季风的季节性迁移。新构建的HI指数可以准确表征过渡区内与东亚夏季风相关的大气湿度状况,而且还能够捕捉到我国夏季降水的主导模态。因此,HI能够准确衡量夏季风过渡区内的夏季风活跃度。从年代际看,1980s夏季风过渡区内夏季风活跃度偏低（即HI偏小）,之后1990s活跃度有所增加,但是2000年后,夏季风活跃度再次处于较低的状态。HI能够反映夏季风环流的异常,与西太平洋副热带高压和东亚副热带西风急流的显着异常之间存在显着相关性,而西太平洋副热带高压和东亚副热带西风急流控制着过渡区内夏季风水汽输入。从更大尺度而言,这些环流异常与ENSO有关。相关分析表明,高（低）HI往往发生在ENSO的冷（暖）期,伴随着暖向冷（冷向暖）的状态转变。HI和ENSO之间的联系可以通过两种可能的机制解释。一种是高层纬向风异常波列传播。通过热成风平衡和涡动驱动的平均经向环流,纬向风异常波列能够将与ENSO相关的纬向风异常向北传播到过渡区。另一种机制涉及印度夏季风和中纬度环球遥相关。当印度夏季风与ENSO之间的相互作用活跃时,ENSO可以通过印度夏季风和中纬度环球遥相关对过渡区的湿度产生影响。（2）夏季风影响过渡区陆面能量交换的时空特征。首先,夏季风影响过渡区内潜热通量在空间上表现出明显的过渡特征,由过渡区之外的相对均衡状态进入到过渡区内的‘快速转换’,而且这种过渡特征在夏季更加突出。但是感热通量的过渡特征较弱,且仅在夏季出现。其次,陆面能量交换在东西和南北方向都表现出“阶梯型”的变化特征,表明陆面能量交换具有明显的区域特征。从年际尺度而言,夏季风过渡区内潜热通量总体上表现出上升趋势,而感热通量表现出减弱趋势。在20世纪末陆面能量通量经历了一次显着的年代际波动;在波动之前,潜热和感热通量的变化与夏季风活动的强度密切相关,之后则更多受人类活动的影响。（3）陆面能量通量对夏季风湿润指数HI的响应特征。感热通量对HI的响应空间特征为东西向的“+-+”型,表现出纬向的空间差异,即黄土高原区、华北区以及东北区三大气候区域之间的差异,表明感热通量对夏季风湿润指数的响应带有气候背景的烙印。潜热通量对HI的响应空间特征为“±”型,表现为经向的空间差异,即过渡区北部和南部之间的差异,这跟夏季风影响程度的空间分布是一致的。从这个角度而言,潜热通量对夏季风湿润指数的响应最为直接。而且,这种响应空间型与陆面能量通量的主导EOF空间模态、强弱季风年的差异空间型一致。（4）陆面能量通量响应夏季风湿润指数的主要机制。响应机制涉及净辐射和土壤湿度、近地层温度和比湿垂直梯度dt和dq以及生物物理特性参数三个方面。HI首先会影响土壤湿度,这一方面直接影响陆面能量交换,另一方面会影响植被生态系统,植被生物物理特性随之变化。土壤湿度和植被生物物理特性的改变会调节陆面能量交换的限制因子;这使得陆面能量交换与近地面垂直温湿梯度和植被生物物理特性的关系发生变化,最终改变陆面能量通量。在净辐射一定情况下,植被生态物理特性显着相关于土壤湿度以及dt和dq,即土壤湿度的变化会引起植被生态物理特性的变化,进而影响dt和dq。但是在土壤湿度一定的情况,植被生物物理特性与dt和dq的关系很弱;即净辐射的变化,并不能引起冠层物理特性的规律性变化。但是,土壤湿度对植被生态物理特性变化的解释度以及植被生态物理特性对dq的解释度都受到夏季风强度（即HI）的调控;夏季风湿润指数越大,解释度也就越低。在强夏季风年,夏季风过渡区内降水增多,土壤湿度偏高;此时,冠层耦合指数Ω偏大,大气与冠层之间的耦合强度减弱,使得陆面能量交换更多依赖于净辐射,陆面能量通量表现出能量限制型的特征,与植被特性参数的关系减弱。反之,降水减少,土壤偏干;此时,冠层耦合指数Ω偏小,冠层与大气之间的耦合加强,陆面能量通量对饱和水汽压差（土壤湿度）的依赖增强,陆面能量交换表现出土壤湿度限制的特征,与植被特性参数的关系增强。因此,陆面能量通量通过土壤湿度以及冠层物理特性的变化来响应HI。
石大川[4]（2019）在《重庆市既有居住小区绿化水体协同冷却效应研究》文中提出随着我国城市化进程不断推进,为解决城市人口的居住问题,势必要新建大量居住建筑。然而,在城市下垫面改变以及交通和建筑排热等因素影响下,热岛现象加剧,城市居住区热环境问题愈加突出。尽管水体和滨水植被在提供包括协同冷却在内的生态效益得到了广泛认知,但仍缺乏其对住区滨水热环境及城市热岛在特定气候下的定量研究。本研究采用实测与数值模拟相结合的方式,开展了对重庆市典型住区滨水热环境的定量研究。本研究重点从以下方面开展研究:经过前期住区热环境调研,于2018年7月至8月在目标小区滨水区域和住区内部同类下垫面开展了基于协同冷却的对照实测研究,对滨水硬质路面、乔木和草坪在临水20米范围内的气温、相对湿度、风速和黑球温度进行监测。结果表明:昼间绿化水体协同冷却使得滨水乔木区域较单一乔木区域的热舒适性更佳,而滨水草坪区域较单独草坪区域的热舒适性更恶劣,在水体夜间放热影响下,滨水环境较住区内温度湿度升高,热舒适性降低。此外,午后滨水乔木能够显着缓解城市热岛,在排除水体自身降温效果后,临水7至12米范围内的滨水乔木降温效果依然较单独乔木高约3.3℃。依据前期对该住区建成环境和下垫面分布调研,完善适宜重庆气候特点、建筑围护结构和常用绿化植物的数据库;基于ENVI-met模拟平台,建立该滨水住区空间模型,参照实测数据对模拟结果进行验证。基于上述模型对滨水住区不同建筑类型和布局的滨水热环境进行模拟分析,发现绿化水体协同对点状布局的别墅区热环境改善效果最佳,对滨水围合式多层住宅建筑热环境改善效果最差。基于上述ENVI-met模型,优选不同叶面积指数（LAI）的树种设置滨水绿化情景,探究其在不同时刻对滨水住区热环境改善效果的影响,得到不同滨水绿化配置模式对热环境改善效果的差异。结果发现对于滨水住区,LAI较高的乔木在上午对滨水住区室外人体热舒适的调节效果更好,此外从午后到夜间,LAI较低的乔木能有效与水体进行协同,对滨水住区热环境的调节效果更佳。通过以上研究,本文揭示了滨水植被与自然水体协同冷却效应对滨水住区热环境及城市热岛的影响规律,建立了准确反映和预测重庆地区滨水住区热环境模型,探究具有重庆地区独特气候适应性的住区滨水绿地设计模式,为滨水住区规划设计提供有力支撑。
周天军,吴波,郭准,何超,邹立维,陈晓龙,张丽霞,满文敏,李普曦,李东欢,姚隽琛,黄昕,张文霞,左萌,陆静文,孙宁[5]（2018）在《东亚夏季风变化机理的模拟和未来变化的预估:成绩和问题、机遇和挑战》文中研究表明东亚夏季风对于我国东部气候具有重要影响,呈现出多种时间尺度的变化特征。在理解东亚夏季风过去和当前的变化机理、预测和预估其未来变化等方面,气候系统模式发挥着不可替代的作用。但是当前的气候模式在东亚夏季风的模拟上尚存在诸多不足,这使得其模拟结果存在不确定性,既制约了我们对过去和当前季风变化机理的准确理解,又降低了未来预测预估结果的可信度。关于造成季风模拟偏差的原因,既涉及模式本身的性能问题,又与模拟系统的构建、强迫资料的误差、乃至我们当前对季风变化规律自身的认知水平有关。本文以时间尺度为序,从气候态、日变化、年际变率、年代际变率、长期气候变化和未来预估等季风学界关注的热点问题角度,本着总结成绩、归纳问题、寻找机遇、面对挑战的目的,从七个方面系统总结了当前气候模式的水平,归纳了其主要偏差特征,讨论了影响模式性能的可能因素。内容涉及模式分辨率和地形效应、对流和云辐射效应的作用、与季风相关的热带海气相互作用关键过程、内部变率（太平洋年代际振荡）、自然变率（太阳辐照度变化和火山气溶胶强迫）和人为辐射强迫（人为温室气体和气溶胶排放）对季风变化的不同影响、热力和动力过程及气候敏感度对季风环流（副高）和降水预估不确定性的影响等。最后从优化参数、实现场地观测和过程模拟的协同、发展高分辨和对流解析模式等角度,讨论了提升东亚夏季风模拟能力的技术途径。
张强,王蓉,岳平,赵映东[6]（2017）在《复杂条件陆-气相互作用研究领域有关科学问题探讨》文中认为实际大气都是在复杂条件之下,所以复杂条件带来的问题已成为陆-气相互作用研究领域面临的最大科学挑战,严重制约了该领域研究成果在解决实际天气气候问题中的应用。在概要总结近年来中国复杂条件陆-气作用研究领域进展的基础上,对复杂条件下陆-气相互作用有关的科学问题进行了探讨。从陆面过程和大气边界层这两个陆-气相互作用的关键环节分析了影响陆-气相互作用复杂条件的机制,归纳了复杂条件下陆-气相互作用研究领域面临的关键科学问题。同时,以复杂下垫面陆面过程和非均匀大气边界层问题为重点讨论了突破复杂条件陆-气相互作用关键科学问题的基本思路,并对进一步开展复杂条件陆-气相互作用研究提出了初步的科学建议。
汪笑眉[7]（2016）在《城市化对长三角城市群边界层结构的影响及其气候效应》文中进行了进一步梳理城市化不仅改变了下垫面性质,导致大气边界层结构和地表能量平衡等动力过程的改变,同时还通过城市冠层作用吸收和截陷太阳辐射以及产生人为热,导致城市热岛效应等热力性质的改变,可能会对更大范围的区域气候产生重要影响。为了分析城市化对长三角城市群边界层结构的影响及其产生的气候效应,本文利用WRF/UCM耦合模式长达7年（2001-2007年）的区域气候模拟结果进行研究分析,模式对长三角地区冬季和夏季分别进行了云可分辨尺度（3km）的三组平行模拟试验:（1）AH试验,土地利用类型为2001年MOD1S观测资料,在感热通量中加入冬季和夏季一致的理想人为热;（2）UB试验,土地利用类型仍为2001年MODIS观测资料,没有加入人为热;（3）NU试验,将长三角地区城市土地利用类型改为农田土地利用,其他设置同UB试验。这三组试验分别代表人为热和城市冠层共同作用的影响、城市冠层作用的影响以及无城市化影响的情况。为了评估区域模拟模式结果是否能够合理反映观测特征,本文首先将模式结果与MICAPS站点温度降水资料以及高时空分辨率的卫星综合降水资料CMORPH进行了对比验证。结果表明模式模拟结果较为合理地再现了长三角地区地表气温的主要分布特征,并且能够较好地反映气温在冬夏两季的日变化规律。模式模拟的降水空间分布与CMORPH卫星资料及站点观测的降水空间分布型十分接近,合理地给出了夏季中国东部的三大降水集中区域。另外,模式也模拟出了长三角地区降水量的日变化特征,例如,长江流域在下午1700LST出现降水量的极大值,呈现单峰型的日变化特征。然而,模式对江淮流域的降水日变化估计有偏差。在此评估基础上,通过对三组平行数值试验的对比分析以及进行大涡模拟试验,系统分析了城市化对长三角城市群边界层结构的影响及其气候效应,得到主要结论如下:1、人为热对大范围区域增暖有贡献,且有季节和昼夜差异人为热的排放不仅能够在单个城市加剧热岛强度,还可以引发整个长三角地区显着的区域增暖。在给定同等强度的具有日变化特征的人为热情况下,这种现象在冬季比夏季更为显着。并且,人为热可以降低（略微增加）冬季（夏季）的气温日较差。与之相对的是,由土地利用的改变带来的城市冠层效应产生的增暖在夏季远远强于冬季,并且它在冬季和夏季都会降低气温日较差。在城市地区人为热量占感热通量的比例决定了人为热所产生的区域增暖和气温日较差的季节变化特征。感热通量中人为热所占的比例在冬季以及冬季夜晚较大,而在夏季以及夏季夜晚较小。在没有背景风的情况下,人为热产生的增暖集中在城市中心,并均匀地向四周扩散。而在有盛行背景风的情况下,增暖的量级变小,并且增暖中心偏移到下风方向的城市边缘,形成一条沿着风向的带状增暖。这种人为热效应引起的增暖依赖于城市规模,因为城市规模是与单个城市的总人为热量成正比的。2、夏季背景风的影响使得城市群地表的非均匀性减弱,导致下午晚些时候边界层上层均匀增暖以及垂直方向上的有组织中尺度环流夏季晴朗、无云情况下的城市热岛在背景风为微风时明显强于盛行风为东南风的情况。东南风情况下的城市热岛强度较低,热岛环流和地表摩擦的共同作用使得城市在除了背景风来向之外的三个方向产生向城市中心的辐合。而微风情况下的热岛强度可达到3℃以上。城市化使得地表100m以内的近地层温度明显增加,从而使夜间的混合层厚度增加。垂直方向上城市化的影响在1700LST时可以延伸至边界层中部,这种影响在有背景风的情况下明显强于微风的情况。城市对水平风速产生的影响在东南风和微风的情况下有明显不一样的日变化特征。微风情况下城市对地表风速的减速作用不明显,而在东南风的情况下,风速廓线呈现出先增大到最大值,后逐渐减小的急流特征,城市的存在使地表风速减弱了 1m要s-1左右,并且使得急流强度减小,位置变高。急流轴和逆温层的高度有很好的对应关系。在东南风的情况下,摩擦速度始终保持在高值,它的升高表明在风速较强的情况下,边界层内的湍流混合是增强的。对苏锡常城市群的垂直剖面研究表明,城市群边界层在下午1700LST时地表的非均匀特征在边界层顶附近变为均匀一致的增暖特征,并且在垂直方向上形成了穿越三个城市的中尺度环流。3、城市群内相邻城市间距足够小时,在背景风影响下地表非均匀加热在边界层顶附近呈现均匀特征运用WRF-LES模拟分析白天的对流边界层特征,研究其在不同的非均匀下垫面强迫下的响应,并且研究城市热岛激发的中尺度环流特征。结果表明地表非均匀特征和背景风场特征会显着改变低层大气边界层结构。对于单个城市个例,受背景风影响,风速越大城市混合层高度越低,下风向郊区的混合层厚度普遍高于上风向郊区;其中在风廓线呈急流结构的个例中,整个区域内混合层高度均上升,包括下风向的郊区。对于有3个城市的个例,如果两个城市之间的距离小于两个城市水平尺度之和时,城市-郊区相间隔的非均匀下垫面产生的地表非均匀增暖在背景风速达到3ms1时,在边界层顶附近呈现均匀层结特征;郊区上空边界层高度与相邻的城市边界层高度相近,并且能够在边界层中上层形成跨越城市的中尺度环流,而单个城市热岛的上升作用减弱,边界层整体高度下降。整个区域内的中尺度感热通量在边界层内为正值,边界层以上为负值,其极大值随风速增大而减小,随城市数量增加而增大。而中尺度动量通量并不随风速增加有线性的变化,它更多的受到地表非均匀性的影响。在有多个城市的情况下,动量通量在边界层内有负的极大值,表示动量由向下传输的动量通量主导,而在风速增加到1ms-1以上时,变为由向上的动量通量主导。对于单个城市的情况,动量通量极大值随风速增加而减少,而对于多个城市的情况,随风速的增加而增加。在上游多个城市形成城市群热岛时,背景风向的下游城市受其作为整体的影响,边界层高度升高。
马西娜[8]（2016）在《基于悬浮颗粒物分布的关中城市居住组团空间形态研究》文中认为近年来,伴随着快速城市化以及工业的迅速发展,由大气悬浮颗粒物引起的雾霾现象,已经成为影响居民健康以及正常生活的主要大气污染问题。城市居住组团是城市建成环境中最为重要的城市活动场所与室外空间,其空间形态的微气候变化直接影响着悬浮颗粒物的扩散程度。针对这一问题,本文以城市居住组团为研究对象,研究介于单体建筑和城市中尺度层面之间的居住组团悬浮颗粒物分布的问题,展开了以下研究:首先调研了西安市88个居住组团小区,结合所提炼的微气候与居住组团空间形态的影响指标,抽象出针对西安市居住组团各因素的物理模型;其次,采用现场实测的方法获取了西安市冬夏两季的居住组团空间内的风速、温度、湿度以及PM2.5浓度日变化数据,并通过数据分析得到微气候因子、PM2.5浓度以居住组团设计因素的相关性。对数据进行回归分析得到微气候影响因素和空间形态设计因素对PM2.5浓度分布的影响程度,并得到微气候影响的排序为:风速>温度>湿度,设计因素影响的排序为:天空开阔度>绿地率>形状指数>容积率。并基于实测研究和理论研究,提出新指标天空开阔度与形状指数。第三,利用CFD模拟定量比较各项设计因素对悬浮颗粒物浓度分布的影响,模拟结果为:最优日照系数取1.6、2.0;相邻建筑对比高度最优方案为正风压区与负风压区的比例为1:1以及2:1为最优选择;最优风向投射角取75o,即建筑朝向为南偏东30o,道路与风向夹角-15o,风向投射角为0o与15o的组团方案为不可用方案;最优绿地率35%、40%;高层组团最优容积率取2.0,且不宜超过4.0;多层组团最优容积率取1.5,且不易超过3.0;体形系数最优取0.238或0.249;形状指数的最优为四边形取值262.89,不可用方案为纵向矩形,形状指数221.1;天空开阔度最优值取1或0.64;居住组团的布局形态中,周边式的组团布局最不利,行列式最优。本文通过对组团各指标和空间形态的模拟结果,总结其指标与悬浮颗粒物的相关性,并将选取的最优方案与规划设计的相关方法结合,提出功能布局要求、规划布局要求以及形态布局要求三方面能够优化城市居住组团设计的相关策略和阈值,为城市规划设计的主观定性理论基础,提供更具科学性和可操性的定量化设计参数。首次利用城市规划与建筑技术学科交叉的方法,系统并完整的研究城市居住组团的空间形态对悬浮颗粒物浓度分布的影响,为在规划研究阶段中,从优化组团空间形态角度,来改善悬浮颗粒物浓度分布提供了科学指导。
刘振鑫[9]（2014）在《应用城市冠层模式与WRF模式耦合研究城市化效应》文中研究指明城市化是地球表面最为显着的直接由人为因素引起的土地利用类型的改变。半个世纪多以来，中国经历了异常剧烈的城市化进程，以京津冀地区和长三角地区为显着代表。土地利用类型的变化改变了该地区的陆面物理特征，包括地表反照率、地表粗糙度、动力和热力阻抗等陆面参数，进而引起区域气候变化。为了研究中国城市化对局地气候的影响，我们构建了改进的单层城市冠层模式（Modified Single Layer Urban Canopy Model，MSLUCM），并将其与中尺度大气模式WRF耦合。MSLUCM重点考虑了城市建筑物-街谷冠层的能量平衡过程，对城市建筑物的各个面，包括建筑物顶、向阳墙面、背阳墙面、建筑地面（即城市不透水陆面）、自然地面（即裸土、草皮、城市绿地等透水陆面）分别建立能量平衡方程。MSLUCM的物理模型参照Community Land surfaceModel-Urban Parameterization （CLMU）城市方案并且在此基础上进行了若干改进。在长短波辐射方案中，MSLUCM对无限长各向同性的城市街谷内视野参数（Sky View Factor, SVF）得到解析解，替代了此前被广泛采用的简单经验公式。这一改进的SVF算法，连同MSLUCM中对长短波过程的其他改进，显着提高了城市街谷内部多次反射/散射辐射量的计算精度。MSLUCM采用强迫-恢复法来计算建筑物外表面的温度，强迫项为利用能量平衡计算出的建筑物各个外表面的热通量，恢复项为建筑物内表面温度，即室内温度。鉴于资料限制和计算代价，在未考虑人为热的情况下，本文各数值实验中一律采用过去72小时的街谷平均气温来替代室温进行强迫-恢复计算。这在本文的各个模拟时段（中国东部每年3-9月，北京地区7月中下旬）中大致与实际情况吻合。另外模式中对冠层内湍流阻抗值的计算采用Monin-Obukhov相似理论。为了验证WRF-MSLUCM耦合系统的模拟性能，本文设置了两个数值敏感性实验：实验一为气候尺度的模拟实验，旨在模拟由东亚地区尤其是中国京津冀和沪宁杭地区的大规模城市化引发的东亚季风气候的变化。本实验选择2000–2010年间每年的季风时段，即3月到10月间进行连续数值积分，模拟区域为整个东亚地区；实验二为中尺度天气过程的模拟实验，模拟了北京2012年7月21日–22日的一场特大暴雨过程。空间分辨率1.5km。以上两个实验各自均由三个CASE组成：CASE1为空白对照组，调用WRFV3.4进行积分，陆面方案选择SSiB3（sfphy=8）,地表资料选United StatesGeography Survey（USGS）资料，其中的土地利用类型信息（LandUse map）为1996年版本，同时不调用SLUCM城市冠层方案；CASE2中将城市土地利用类型面积扩大到2005年的水平，但仍旧不调用城市冠层方案；CASE3中则既调用城区面积扩大后的土地利用类型地图，又同时调用MSLUCM城市冠层方案。模拟结果表明，城市化导致的土地利用类型的变化，会显着改变地面的水分和能量通量，进而对区域气候产生影响。MSLUCM模式对城市冠层物理特征的描述相比slab方式更为准确细致，因此在对城市热岛效应的模拟方面有着更为突出的表现。研究中重点探索了城市化发展对城市降水的影响。一方面，城市化的发展使得城市热岛环流随之增强，低空对流不稳定性增强，有利于城市周边区域上空的对流天气系统的产生，维持和发展。另一方面，城区不透水下垫面的存在和持续扩大，限制了城区地表水汽通量和潜热通量的交换，对降水的产生有一定的抑制作用。因此城市化的发展对局地降水的影响在不同时空尺度上展现出不同的结果：如实验一所示，东亚季风区城市土地类型面积的扩大，使得该地区内城市上空的局地降水量显着降低，表明城市化的发展在季风气候尺度上对降水有显着的抑制作用，并且局地效应显着；而实验二则表明，城区大气边界层的热力环流的存在和加强对中尺度对流系统的结构产生一定的作用，进而显着地改变了城市及其周边降水落点的分布。在城区以及上风向城市近郊，城市冠层的存在增加了近地面大气层对流不稳定性，使得降水有显着增加。
王晓峰[10]（2013）在《复杂下垫面环境上海局地强对流天气研究》文中认为本文通过上海现有的城市综合观测网，对上海一次典型局地强对流0731观测进行分析，并提出上海局地强对流发生发展的概念模型。在此基础上，设计了快速更新同化试验，验证了概念模型的合理性。并对海陆风、城市热岛效应对局地强对流的促发机制进行进一步的探讨。利用快速更新同化数值试验，验证了各种观测资料在强对流模拟中的作用。最后，按照相同的技术路线，对局地强对流个例0813进行综合分析，证明上述的研究结果及技术路线是合理、有效的。本研究主要结论如下：1)随着城市化进程的发展，上海夏季热岛呈现扩大化趋势。上海热岛效应在午后（14时）出现频率最高，热岛平均强度也最大，这可能是局地强对流多发的诱因。上海夏季强对流天气发生次数呈逐年递增趋势，2001年后强对流发生频次有明显的增加。从空间上看，表现为中心城区多，郊县少的特点，黄浦江沿岸及淀山湖边频次较高。2)上海三面环水的城市下垫面特征，导致夏季午后东北、东南两支海陆风及湖陆风的爆发；城市热岛效应显着时，南北两支海陆风在中心城区形成地面辐合线时，极易导致局地强对流的爆发和发展；而湖陆风在城市热岛环流叠加下，也容易激发强对流。3)快速更新同化数值试验成功地再现了2011年7月31日午后强对流天气过程。通过对降水、近地面风场、沿上海城市的垂直剖面环流场、垂直速度场等方面的分析，揭示了本次强对流天气过程的发生发展机制。上海市与海洋之间的热力差异产生海陆风；由于上海以锲形形状伸入东海，因而有南北两支海陆风的生成；而中心城区热岛效应，加剧了海陆风发展，两支海陆风在城市上空叠加，近地面的水平风速加大，在城区近地层形成了中尺度地面风场辐合线；两支海风带来水汽与高层云叠加，带来了水汽并加剧了对流的发展。而西侧湖陆风与大尺度背景场的偏西风叠加，加剧了近地层风场的辐合，辐合线附近产生强烈的上升运动，有利于暴雨的产生。4)敏感性试验表明，海陆风的形成对强对流天气的发生和发展有着重要的影响。当把整个上海市下垫面更换为水体后，海风深入上海，因此形成的辐合线较ctrl试验更偏西，造成垂直抬升运动的位置也偏西，因此强降水的位置也会发生相应的西移；对流不稳定能量的积累受到抑制，不利于强对流的发展。当不考虑太阳的日变化时，陆面增温明显慢于ctrl试验，稳定的大气不利于能量的累积，因此不利于触发大气产生湍流运动，强对流天气不易发生；此外，地面温度的变化导致地面辐合线位置的变化，从而导致垂直方向上环流场的变化，继而降水的强度和位置发生了明显的变化。5)通过观测资料的敏感性试验，得到以下认识：去除雷达资料后，降水落区和量级都不能很好的把握，控制试验将雷达通过云分析调整优化了初始场中的水物质含量（云水、云冰、雨水、雪、冰雹等混合比），增加了模式中的低层云量，同时剔除了虚假的高云，尤其对东方体育中心上空的云冰进行了剔除，使云的分布更加合理，从而对中小尺度对流系统的结构和强度起到了关键性作用，这些因素是预报降水场改进的直接原因。去除探空资料后，500hPa、700hPa和850hPa高度场和风场均不同程度变差，继而模拟的地面降温范围和强度均发生了变化。尽管探空资料仅在试验中使用了一次，但其影响可持续影响到后续时刻的试验。AMDAR资料试验表明：没有同化AMDAR资料，模拟的弱冷空气南压稍快，16时17时强降水中心明显偏南；同化AMDAR资料后，500hPa和850hPa的高空槽的位置和强度都有所调整，此次强对流天气的形势场得到了很好的修正，使得分析场更接近实况，这是对预报降水改进的主要原因。更重要的是，AMDAR资料每个时次均可获得，这是对探空资料最好的补充。地面观测资料（常规地面站和自动站）试验表明：加入地面观测资料后，即近地层的温度、湿、风等要素的调整，有效地调整了地面温湿场；试验中心城区的热岛效应明显，海陆风的发展模拟更有效；此外，温度场梯度分布影响着风场，决定了地面辐合线的位置，直接影响降水的落区。因此，地面观测资料在快速更新同化试验中，也是不可或缺的重要高频次资料。6)采用相同的技术路线，可再现2013年8月13日强对流天气过程。与实况相比，数值试验模拟的降水落区及降水随时间演变与实况基本一致，降水起止时间略有提前，但模拟的降水范围略偏大。模拟的边界层中尺度辐合线、海陆风的时空演变以及垂直环流特征与强对流发生的时空变化基本一致。该个例分析再次证明上海局地强对流的发生、发展与城市热岛效应及海陆风有密切关系。海陆温差是导致东北海陆风形成并加剧、东南海陆风增强的直接原因，同时边界层急流提供了充沛的水汽条件、加剧了地面的中尺度辐合和局地对流的发展。
二、“结合法”表示的下垫面温湿非均匀对夏季风气候影响的数值试验（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、“结合法”表示的下垫面温湿非均匀对夏季风气候影响的数值试验（论文提纲范文）
（1）夏季风影响过渡区典型生态系统陆面水热交换特征及其影响因子研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 夏季风影响过渡区陆面过程试验研究进展 |
| 1.2.2 典型夏季风影响过渡区环境气候要素的变化 |
| 1.2.3 典型夏季风影响过渡区陆面水热变化特性 |
| 1.2.4 环境因子对水热特性的影响 |
| 1.3 主要研究内容与论文结构 |
| 第二章 研究区域、数据和方法介绍 |
| 2.1 研究区域介绍 |
| 2.2 观测站点介绍 |
| 2.3 观测方法及数据处理 |
| 2.3.1 地面观测资料 |
| 2.3.2 遥感观测资料 |
| 2.4 研究方法 |
| 2.4.1 能量平衡 |
| 2.4.2 土壤热通量订正 |
| 2.4.3 Bowen比 |
| 2.4.4 土壤干旱胁迫指数 |
| 2.4.5 陆面总体参数 |
| 第三章 典型生态系统能量平衡及分配特征 |
| 3.1 过渡区典型生态系统的能量平衡及分配特征 |
| 3.1.1 能量平衡特征 |
| 3.1.2 能量分配特征 |
| 3.2 黄土高原典型农田生态系统的能量平衡及分配特征 |
| 3.2.1 能量平衡特征 |
| 3.2.2 能量分配特征 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 典型生态系统Bowen比变化特征 |
| 4.1 过渡区六类典型生态系统Bowen比日变化特征 |
| 4.2 黄土高原典型农田生态系统Bowen比季节变化特征 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 典型生态系统生态及环境因子对Bowen比的影响 |
| 5.1 影响过渡区六类典型生态系统Bowen比的因子 |
| 5.1.1 环境因子对Bowen比的影响 |
| 5.1.2 生态因子对Bowen比的影响 |
| 5.2 影响黄土高原典型农田生态系统Bowen比的因子 |
| 5.2.1 环境因子对Bowen比的影响 |
| 5.2.2 生态因子对Bowen比的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 存在的问题与研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间研究成果及学术交流 |
| 致谢 |
（2）夏季风过渡区下垫面非均匀性对一次暴雨影响的数值模拟（论文提纲范文）
| 引 言 |
| 1 数据及方法 |
| 1.1 数 据 |
| 1.2 WRF模式及NOAH-LSM陆面模式简介 |
| 2 暴雨过程分析及模拟试验设计 |
| 2.1 降水实况及发生机制 |
| 2.2 下垫面性质及数值试验方案 |
| 3 数值模拟结果验证 |
| 4 降水影响机制 |
| 4.1 地表能量变化 |
| 4.1.1 潜热通量 |
| 4.1.2 感热通量 |
| 4.1.3 土壤热通量 |
| 4.2 净辐射及浅层土壤温度变化 |
| 5结论 |
（3）夏季风影响过渡区陆面能量交换及其对季风湿润指数的响应研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 科学意义和重要性 |
| 1.2 研究进展和综述 |
| 1.2.1 陆面观测试验研究 |
| 1.2.2 东亚夏季风活动定量描述研究 |
| 1.2.3 陆面能量通量对天气和气候变化的响应 |
| 1.2.4 东亚夏季风影响过渡区地理范围研究 |
| 1.3 拟研究的主要科学问题及论文结构 |
| 1.4 论文主要创新点 |
| 第二章 数据、方法和研究区域介绍 |
| 2.1 数据及处理 |
| 2.1.1 观测数据 |
| 2.1.2 ERA-Interim再分析数据 |
| 2.1.3 格点化FLUXNET数据集 |
| 2.1.4 气候格点数据集CRU |
| 2.1.5 其他格点数据集 |
| 2.2 主要方法介绍 |
| 2.2.1 陆面参数的计算 |
| 2.2.2 夏季风湿润指数的计算 |
| 2.2.3 正交分解法(EOF)和奇异值分解(SVD) |
| 2.3 研究区域介绍 |
| 第三章 夏季风湿润指数的构建及其与其他季风指数的比较 |
| 3.1 夏季风过渡区内夏季风活跃度的计算 |
| 3.2 水汽对夏季风的响应 |
| 3.2.1 水汽的平均季节变化 |
| 3.2.2 比湿阈值的挑选:比湿的季节尺度进退 |
| 3.2.3 比湿阈值的挑选:比湿与水汽输送的关系 |
| 3.2.4 过渡区夏季风湿润指数的演变 |
| 3.3 夏季风湿润指数HI其他夏季风指标的关系 |
| 3.3.1 夏季风湿润指数HI与夏季风北边缘的关系 |
| 3.3.2 夏季风湿润指数HI与东亚夏季风雨带的关系 |
| 3.4 与夏季风湿润指数HI有关的大气环流异常 |
| 3.5 夏季风湿润指数HI与 ENSO的联系机制 |
| 3.5.1 高层纬向风异常的全球分布 |
| 3.5.2 夏季风湿润指数HI与 ENSO之间的联系 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 夏季风影响过渡区陆面能量通量的时空特征 |
| 4.1 陆面能量空间特征 |
| 4.2 陆面能量随经度、纬度和海拔的变化 |
| 4.3 陆面能量的时间演变 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 陆面能量交换对季风湿润指数的响应特征 |
| 5.1 陆面能量交换的空间模态 |
| 5.2 陆面能量交换对夏季风活动的季节响应 |
| 5.3 对夏季风湿润指数HI的响应特征 |
| 5.4 高、低指数背景下的夏季陆面能量交换的差异特征 |
| 5.4.1 区域尺度的差异 |
| 5.4.2 单点观测的差异 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 陆面能量通量对季风湿润指数的响应机制分析 |
| 6.1 陆面能量通量与近地层温湿梯度的关系 |
| 6.2 陆面能量通量与地表可利用能量和土壤湿度的关系 |
| 6.2.1 土壤湿度和净辐射对陆面能量交换的影响 |
| 6.2.2 基于土壤湿度和净辐射的参数化分析 |
| 6.3 陆面能量通量与植被生物物理特性的关系 |
| 6.4 区域尺度上陆面能量通量与陆面水热因子的关系 |
| 6.5 讨论和小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 不足与工作展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（4）重庆市既有居住小区绿化水体协同冷却效应研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 中外室外热环境设计规范对比 |
| 1.2.2 居住小区室外热环境研究方法 |
| 1.2.3 绿化对居住小区室外热环境的影响 |
| 1.2.4 水体对居住小区室外热环境的影响 |
| 1.2.5 绿化和水体协同冷却效应研究进展 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究体系 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 2 绿化和水体对住区热环境影响机理 |
| 2.1 绿化植物对微气候影响机理 |
| 2.1.1 植物的辐射特性 |
| 2.1.2 植物冠层对风环境影响 |
| 2.1.3 植物与大气热湿交换 |
| 2.1.4 植物的污染物吸附机理 |
| 2.2 水体对微气候的影响机理 |
| 2.2.1 水体-大气热交换机理 |
| 2.2.2 水体降温的理论计算方法 |
| 2.2.3 水体增湿的理论计算方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 重庆地区居住小区热环境现状调研与实测方案 |
| 3.1 重庆市住区室外热环境现状及影响因素 |
| 3.2 实验方案与场地布置 |
| 3.2.1 实验场地遴选 |
| 3.2.2 实验方案 |
| 3.2.3 实验内容 |
| 3.2.4 实验仪器及数据采集 |
| 3.3 区域气象参数测试 |
| 3.4 棕榈泉生态公园绿化水体协同测试 |
| 3.5 棕榈泉国际花园C区室外热环境测试 |
| 3.6 室外气象参数实测数据分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 夏季绿化水体协同冷却效应实测分析 |
| 4.1 数据分析方法 |
| 4.2 滨水测点空气温度分析 |
| 4.2.1 滨水测点空气温度分析 |
| 4.2.2 各下垫面空气干球温度应激响应分析 |
| 4.3 滨水测点空气相对湿度分析 |
| 4.3.1 滨水测点相对湿度分析 |
| 4.3.2 各测点相对湿度应急响应分析 |
| 4.4 风速分析 |
| 4.5 滨水热环境评价 |
| 4.6 绿化水体协同冷却对滨水热环境的影响 |
| 4.6.1 滨水环境平均冷岛强度(CII) |
| 4.6.2 邻水距离对滨水环境温度变化的影响 |
| 4.6.3 水体对滨水热环境的影响 |
| 4.6.4 乔木与水体协同冷却效果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 既有住区滨水热环境模型研究 |
| 5.1 ENVI-MET软件优势 |
| 5.2 ENVI-MET软件建模方法 |
| 5.2.1 空间模型 |
| 5.2.2 网格划分 |
| 5.2.3 下垫面数据库适宜性修正 |
| 5.2.4 边界条件与初始条件 |
| 5.3 模型结果验证及误差分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 住区滨水热环境模拟优化设计 |
| 6.1 滨水住区建筑布局对室外热环境影响分析 |
| 6.1.1 空气温度预测结果分析 |
| 6.1.2 相对湿度预测结果分析 |
| 6.1.3 平均辐射温度预测结果分析 |
| 6.2 绿化水体协同冷却模拟分析 |
| 6.3 不同植物类型对滨水住区热环境优化分析 |
| 6.3.1 降温效果分布差异分析 |
| 6.3.2 增湿效果差异分析 |
| 6.3.3 各情景PMV热舒适度指标对比分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论及展望 |
| 7.1 主要工作与结论 |
| 7.2 本研究的展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| B 作者在攻读硕士学位期间获得的专利目录 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（5）东亚夏季风变化机理的模拟和未来变化的预估:成绩和问题、机遇和挑战（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 东亚夏季气候态的模拟 |
| 3 东亚夏季降水日变化的模拟 |
| 4 东亚季风年际变化的模拟 |
| 5 东亚夏季风年代际变化的模拟 |
| 6 近千年东亚夏季风演变的模拟 |
| 7 东亚夏季风预估的不确定性问题 |
| 7.1 预估的季风环流和西北太平洋副热带高压变化 |
| 7.2 气候增暖对季风年际变率的影响 |
| 7.3 预估的极端气候事件变化 |
| 7.4气候敏感度不确定性的影响 |
| 8 提升模式性能的有效途径 |
| 8.1 参数优化 |
| 8.2 参数化方案改进与过程模拟 |
| 8.3 高分辨率模式和对流解析模式 |
| 8.4 考虑海气耦合过程 |
| 9 总结 |
（6）复杂条件陆-气相互作用研究领域有关科学问题探讨（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 中国复杂条件陆-气相互作用研究进展 |
| 2.1 绿洲或湖泊引起的干旱荒漠非均匀下垫面 |
| 2.2 生态过渡带引起的半干旱区非均匀下垫面 |
| 2.3 湖泊引起的平原非均匀下垫面 |
| 2.4 土地利用和建筑物分布引起的城市复杂下垫面 |
| 2.5 高原或大地形引起的山地复杂下垫面 |
| 2.6 复杂下垫面陆面过程模式及其模拟研究 |
| 3 陆-气相互作用的复杂条件影响机制 |
| 3.1 陆面特性非均匀对陆-气相互作用由下向上的影响 |
| 3.2 天气状态的复杂性对陆-气相互作用由上向下的影响 |
| 3.3 多重复杂条件的耦合影响 |
| 3.4 新因素驱动的复杂条件影响 |
| 4 复杂条件陆-气相互作用研究领域面临的关键科学问题 |
| 4.1 典型过渡区陆-气相互作用问题 |
| 4.2 大尺度地形陡降区陆-气相互作用问题 |
| 4.3 数值模式非均匀网格的陆面过程和边界层参数化问题 |
| 4.4“马赛克”方法的局限性问题 |
| 4.5 非均匀大气边界层的参数化问题 |
| 4.6 复杂条件下经典大气湍流理论的适用性问题 |
| 4.7 复杂条件大气边界层与自由大气相互作用问题 |
| 4.8 沙尘天气引起的复杂条件大气边界层问题 |
| 5 解决关键科学问题的初步思路 |
| 5.1 凸出科学试验方案对复杂条件的针对性 |
| 5.2 简化复杂下垫面参数化问题的复杂性 |
| 5.3 建立多尺度陆面过程参数化关系 |
| 5.4 结合多观测手段对非均匀下垫面陆面过程参数的升尺度方案 |
| 5.5通过完善“马赛克”方法发展高分辨区域数值模式 |
| 5.6 利用大气非线性理论来解决非均匀性问题 |
| 6 结语 |
（7）城市化对长三角城市群边界层结构的影响及其气候效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 城乡地表性质差异 |
| 1.2.2 城市对边界层结构的影响 |
| 1.2.3 城市化的区域气候效应 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.3.1 科学问题的提出 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 第二章 云可分辨尺度的区域气候模拟及验证 |
| 2.1 观测资料介绍 |
| 2.1.1 CMORPH卫星资料介绍 |
| 2.1.2 MICAPS站点资料介绍 |
| 2.2 WRF/Noah/UCM耦合模式简介 |
| 2.3 模式模拟能力验证 |
| 2.3.1 模式对地表气温的模拟能力 |
| 2.3.2 模式对降水的模拟能力 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 人为热对长三角区域增暖的贡献 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 人为热引起的区域增暖 |
| 3.2.1 长三角地区人为热曲线特征 |
| 3.2.2 地表2m气温的季节变化及机理 |
| 3.2.3 气温日较差的季节变化及机理 |
| 3.3 背景风影响下的非均匀增暖 |
| 3.3.1 研究区域及风向划分 |
| 3.3.2 空间分布的增暖特征及下游效应 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 长三角城市群对夏季边界层结构的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 城市群热岛特征的日变化 |
| 4.2.1 热岛强度随风速的变化 |
| 4.2.2 两种背景风场影响下的位温垂直结构 |
| 4.2.3 两种背景风场影响下的水平风速垂直结构 |
| 4.3 苏锡常城市群的边界层结构日变化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 非均匀下垫面影响城市边界层的大涡模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究方法 |
| 5.2.1 数值模式 |
| 5.2.2 试验设计 |
| 5.3 单个城市边界层结构分析 |
| 5.3.1 单个城市的热岛环流 |
| 5.3.2 单个城市的边界层高度 |
| 5.3.3 单个城市的中尺度通量 |
| 5.4 多个城市边界层结构分析 |
| 5.4.1 多个城市的热岛环流 |
| 5.4.2 多个城市的边界层高度 |
| 5.4.3 多个城市的中尺度通量 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 已发表文章 |
（8）基于悬浮颗粒物分布的关中城市居住组团空间形态研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 城市化所带来的城市气候与环境问题 |
| 1.1.2 雾霾的形成机理 |
| 1.1.3 雾霾的危害 |
| 1.1.4 雾霾的控制途径 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 城市居住组团空间形态的演变 |
| 1.2.2 悬浮颗粒物的相关研究 |
| 1.2.3 城市居住组团空间形态与悬浮颗粒物分布的相关研究 |
| 1.2.4 存在问题 |
| 1.3 研究目的与意义 |
| 1.3.1 研究的目的 |
| 1.3.2 研究的意义 |
| 1.4 主要研究内容与结构框架 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 悬浮颗粒物与城市微气候 |
| 2.1 城市气候与城市微气候 |
| 2.1.1 城市气候 |
| 2.1.2 微气候 |
| 2.1.3 气候与人为环境 |
| 2.2 城市地域与气候 |
| 2.2.1 寒冷地区气候特征 |
| 2.2.2 关中地区气候特征 |
| 2.3 城市微气候特征 |
| 2.3.1 城市微气候 |
| 2.3.2 微气候与建成环境 |
| 2.3.3 城市居住组团内微气候的环境特征 |
| 2.4 悬浮颗粒物分布对城市微气候的影响 |
| 2.4.1 大气悬浮颗粒物的概念与分类 |
| 2.4.2 悬浮颗粒物的组成及分布 |
| 2.4.3 大气悬浮颗粒物污染对微气候的影响 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 关中地区城市居住组团空间形态理论研究 |
| 3.1 居住组团与空间形态 |
| 3.1.1 居住组团 |
| 3.1.2 居住组团空间形态 |
| 3.1.3 测度方法 |
| 3.2 典型居住组团的提炼 |
| 3.2.1 居住组团特征 |
| 3.2.2 空间下垫面肌理构成 |
| 3.2.3 空间形态组成划分 |
| 3.3 居住组团典型指标提取 |
| 3.3.1 功能布局指标因子 |
| 3.3.2 规划指标因子 |
| 3.3.3 居住组团空间形态的指标因子 |
| 3.3.4 居住组团的空间形态定量指标 |
| 3.4 建立西安市居住组团空间形态的物理模型 |
| 3.4.1 组团功能布局要求 |
| 3.4.2 组团规划布局要求 |
| 3.4.3 组团形态布局要求 |
| 3.4.4 平面布局空间形态 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 居住组团空间中悬浮颗粒物散布的实测研究 |
| 4.1 实测方案设计 |
| 4.1.1 实测对象 |
| 4.1.2 实测方案 |
| 4.1.3 测试仪器及原理 |
| 4.1.4 数据处理方法 |
| 4.2 测试地点 |
| 4.2.1 气候条件 |
| 4.2.2 居住空间分布 |
| 4.3 冬季实验 |
| 4.3.1 测试时间 |
| 4.3.2 布点设置 |
| 4.3.3 测试数据记录 |
| 4.4 夏季实验 |
| 4.4.1 测试时间 |
| 4.4.2 实验测试布点设置 |
| 4.4.3 测试数据记录 |
| 4.5 数据分析 |
| 4.5.1 冬季的实验 |
| 4.5.2 夏季的实验 |
| 4.5.3 微气候因素对PM2.5 浓度分布影响分析 |
| 4.5.4 规划设计因素对PM2.5 浓度分布影响分析 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 居住组团热污耦合分布的数值模型 |
| 5.1 数值模拟概况 |
| 5.1.1 居住组团悬浮颗粒物中数值模拟概况 |
| 5.1.2 CFD数值模拟的应用概况 |
| 5.2 CFD数值模拟模型建立 |
| 5.2.1 CFD数值计算原理 |
| 5.2.2 边界条件的拟定 |
| 5.3 数值计算与实测数据的对比分析 |
| 5.3.1 冬季数值模拟检验对比——长安大学家属区 |
| 5.3.2 夏季数值模拟验证——群贤庄 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 基于西安市居住组团空间形态指标优化比较研究 |
| 6.1 组团功能布局 |
| 6.1.1 日照系数 |
| 6.1.2 相邻建筑的不同高度 |
| 6.1.3 风向投射角 |
| 6.2 组团规划布局 |
| 6.2.1 容积率 |
| 6.2.2 绿地率 |
| 6.3 组团形态布局 |
| 6.3.1 单体建筑形态 |
| 6.3.2 单元形态的天空开阔度 |
| 6.3.3 空间外部形态——形状指数 |
| 6.3.4 平面布局特征 |
| 6.3.5 居住组团空间形态的设计优化策略 |
| 6.4 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）应用城市冠层模式与WRF模式耦合研究城市化效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 陆面过程与陆面模式进展 |
| 1.2.1 陆面过程与陆面模式研究在全球气候系统研究中的必要性 |
| 1.2.2 陆面过程的研究内容 |
| 1.2.3 陆面模式的研究进展 |
| 1.2.4 陆面过程和陆面模式的研究展望 |
| 1.3 城市陆面过程以及城市冠层模式的研究进展 |
| 1.3.1 城市形态学 |
| 1.3.2 城市冠层基本性质 |
| 1.3.3 城市冠层模式研究进展（基于能量平衡的城市冠层模式） |
| 1.3.4 未来城市冠层模式研究需求和研究展望 |
| 1.4 城市化对全球及区域气候影响的研究进展 |
| 1.4.1 城市化对全球及区域气候的重要性 |
| 1.4.2 城市气候学的研究进展 |
| 1.4.3 城市气候学的研究方法 |
| 1.4.4 城市化对局地气候影响数值模拟的研究进展 |
| 1.5 本文的研究内容和研究意义 |
| 第二章 研究方法与技术路线 |
| 2.1 中尺度大气模式 WRF 简介 |
| 2.1.1 WRF 模式基本框架（WRF User Guide） |
| 2.1.2 模式物理过程参数化 |
| 2.1.3 WRF 陆面过程方案 |
| 2.1.4 小结 |
| 2.2 第二代陆面模式 SSiB（Simplified Simple Biosphere）介绍 |
| 2.2.1 基本框架 |
| 2.2.2 土壤温度的计算和水汽传输 |
| 2.2.3 通量计算方案 |
| 2.2.4 SSiB 的积雪模型 |
| 2.2.5 陆面特征和参数定义 |
| 2.2.6 SSiB 与 NOAH 基本差异 |
| 2.3 SSiB 与 WRF 的耦合方法 |
| 第三章 一个基于能量平衡的单层城市冠层模式介绍 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 改进的单层城市冠层模式物理概念图象 |
| 3.3 模式的物理理论方程 |
| 3.3.1 街谷内视野参数（Sky View Factor）的计算方案 |
| 3.3.2 街谷各表面直接太阳辐射的计算方案 |
| 3.3.3 街谷内各表面长波辐射计算方案 |
| 3.3.4 城市冠层粗糙高度(Z0)和零平面位移高度(Zdc)的计算方案 |
| 3.3.5 街谷内部摩擦速度 u*和 M-O 长度(L)的计算方案 |
| 3.3.6 冠层内平均风速的计算 |
| 3.3.7 用强迫恢复法计算建筑物各表面温度 |
| 3.3.8 街谷内部感热与潜热的计算 |
| 3.3.9 街谷各表面的水平衡过程 |
| 3.3.10 城市人为热的参数化方案（简化版） |
| 3.4 MSLUCM 模式的技术流程图 |
| 3.5 MSLUCM 城市冠层模式的主要创新点 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 MSLUCM 与大气模式 WRF 的耦合方法 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 WRF 模式框架和物理过程的调用顺序 |
| 4.2.1 SOLVER |
| 4.2.2 first_rk_step_part1 |
| 4.2.3 surface driver |
| 4.3 MSLUCM 方案与 WRF 的耦合技术 |
| 4.3.1 MSLUCM 在 WRF 中的相关文件和接口状态 |
| 4.3.2 MSLUCM 与 WRF 的耦合流程 |
| 4.3.3 MSLUCM 与 WRF 的耦合过程的几个注意事项 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 北京城市大气边界层结构数值模拟的初步结果 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 应用 MM5 对京津冀地区大气边界层环流结构特征的数值模拟研究 |
| 5.2.1 模式设置 |
| 5.3.2 结果与分析 |
| 5.3 MM5 和 WRF 对北京大气边界层特征模拟性能比较 |
| 5.3.1 相关参数的设定 |
| 5.3.2 模拟与实测结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 应用 WRF-MSLUCM 模式模拟北京 7-21 暴雨天气过程 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 北京 7-21 特大暴雨洪涝灾害背景资料 |
| 6.3 数值实验设计 |
| 6.4 结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 城市化进程对中国夏季季风降水影响的数值模拟 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 背景知识介绍 |
| 7.2.1 东亚季风气候特征概述 |
| 7.2.2 中国东部地区城市进程介绍 |
| 7.3 模拟试验方案的设计 |
| 7.4 模拟结果分析 |
| 7.4.1 2000 年城市化过程对东亚季风气候的影响 |
| 7.4.2 2000- 2010 年城市化对东亚夏季风降水影响的年代际特征 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要工作与结论 |
| 8.2 论文的创新点 |
| 8.3 存在的不足与未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 表索引 |
| 图索引 |
| 致谢 |
（10）复杂下垫面环境上海局地强对流天气研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究现状 |
| 1.1.1 下垫面对强对流的作用 |
| 1.1.2 国内大城市强对流研究现状 |
| 1.1.3 强对流短时临近预报技术 |
| 1.2 问题提出 |
| 1.3 社会及科学意义 |
| 1.4 本文主要内容及章节安排 |
| 第二章 资料和方法介绍 |
| 2.1 观测资料介绍 |
| 2.1.1 上海城市观测 |
| 2.1.2 数值试验同化观测资料 |
| 2.2 快速同化更新试验设计 |
| 2.3 同化系统介绍 |
| 2.3.1 概况 |
| 2.3.2 资料同化方法 |
| 2.3.3 复杂云分析 |
| 2.4 数字滤波初始化 |
| 2.5 中尺度模式 WRF 简介 |
| 第三章 上海夏季天气特点及强对流分布特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 强对流时空分布 |
| 3.3 城市热岛效应分析 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 典型局地强对流 0731 观测分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 天气形势及实况分析 |
| 4.3 多元观测分析 |
| 4.3.1 边界层辐合线 |
| 4.3.2 边界层急流 |
| 4.3.3 水汽条件 |
| 4.4 概念模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 0731 快速更新同化数值试验分析 |
| 5.1 控制试验设计 |
| 5.2 控制试验分析 |
| 5.2.1 天气分析 |
| 5.2.2 边界层辐合线 |
| 5.2.3 边界层急流 |
| 5.2.4 水汽条件 |
| 5.2.5 不稳定条件 |
| 5.3 地表下垫面试验 |
| 5.3.1 降水 |
| 5.3.2 海陆风 |
| 5.3.3 垂直环流场 |
| 5.3.4 边界层高度 |
| 5.4 日变化试验 |
| 5.4.1 降水 |
| 5.4.2 地面风场 |
| 5.4.3 垂直环流场 |
| 5.4.4 热力作用 |
| 5.5 结论与讨论 |
| 第六章 多元观测资料同化分析试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 雷达资料在云分析中的应用 |
| 6.2.1 降水结果对比 |
| 6.2.2 云分析对模式初始场的调整 |
| 6.2.3 预报结果分析 |
| 6.3 探空资料的应用 |
| 6.3.1 降水结果对比 |
| 6.3.2 探空资料对模式初始场的调整 |
| 6.3.3 预报结果分析 |
| 6.4 AMDAR 资料的应用分析 |
| 6.4.1 降水结果对比 |
| 6.4.2 AMDAR 对模式初始场的调整 |
| 6.4.3 预报结果分析 |
| 6.5 地面观测资料应用分析 |
| 6.5.1 常规地面站在同化系统中的应用 |
| 6.5.2 自动站在同化系统中的应用 |
| 6.5.3 常规地面站和自动站在同化系统中的应用 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 典型局地强对流 0813 综合分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 天气形势及实况分析 |
| 7.3 多元观测分析 |
| 7.3.1 边界层辐合线 |
| 7.3.2 边界层急流 |
| 7.3.3 水汽条件 |
| 7.4. 高分辨率数值模拟分析 |
| 7.4.1 大尺度天气形势 |
| 7.4.2 降水对比 |
| 7.4.3 城市下垫面热力差异对风场的影响 |
| 7.4.4 边界层辐合线 |
| 7.4.5 上升运动特征 |
| 7.4.6 边界层急流 |
| 7.4.7 水汽和不稳定条件 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、“结合法”表示的下垫面温湿非均匀对夏季风气候影响的数值试验（论文参考文献）
- [1]夏季风影响过渡区典型生态系统陆面水热交换特征及其影响因子研究[D]. 任雪塬. 兰州大学, 2021(09)
- [2]夏季风过渡区下垫面非均匀性对一次暴雨影响的数值模拟[J]. 任余龙,张铁军,柳媛普,吴晶. 干旱气象, 2020(05)
- [3]夏季风影响过渡区陆面能量交换及其对季风湿润指数的响应研究[D]. 曾剑. 兰州大学, 2020(01)
- [4]重庆市既有居住小区绿化水体协同冷却效应研究[D]. 石大川. 重庆大学, 2019(01)
- [5]东亚夏季风变化机理的模拟和未来变化的预估:成绩和问题、机遇和挑战[J]. 周天军,吴波,郭准,何超,邹立维,陈晓龙,张丽霞,满文敏,李普曦,李东欢,姚隽琛,黄昕,张文霞,左萌,陆静文,孙宁. 大气科学, 2018(04)
- [6]复杂条件陆-气相互作用研究领域有关科学问题探讨[J]. 张强,王蓉,岳平,赵映东. 气象学报, 2017(01)
- [7]城市化对长三角城市群边界层结构的影响及其气候效应[D]. 汪笑眉. 南京大学, 2016(04)
- [8]基于悬浮颗粒物分布的关中城市居住组团空间形态研究[D]. 马西娜. 长安大学, 2016(02)
- [9]应用城市冠层模式与WRF模式耦合研究城市化效应[D]. 刘振鑫. 北京大学, 2014(02)
- [10]复杂下垫面环境上海局地强对流天气研究[D]. 王晓峰. 中国气象科学研究院, 2013(09)