基于城市冠层模式优选和参数优化改进珠三角空气质量模拟能力

城市化使得珠三角城市群成为该区域对天气、气候和大气环境有重要影响下垫面。但目前空气质量预报的气象驱动GRAPES模式对于城市的陆面参数化方案仍采用SLAB方案和NOAH-LSM方案，忽视了城市冠层的动力和热力效应，影响了空气质量的预报精度。本项目拟借助现有的珠三角城市区域长期观测的气象和大气成分资料，将近年来国内外发展的多种城市冠层模式引入到GRAPES系统中，采用分组集成耦合，综合评估的方法，优选并改进得到适用于珠三角区域的城市冠层参数化方案；在该方案中通过敏感性试验和实际珠三角城市群特点，优化冠层模式所需的涉及建筑形态，人为热释放，风速拖曳等特征参数；通过耦合了城市冠层模式的GRAPES系统的气象驱动，提高珠三角空气质量的模拟能力，并采用分离比较方法，探索城市地表能量平衡方程和动量方程各组成项对珠三角大气光化学反应和污染扩散的影响机理。

城市化使得珠三角城市群成为该区域对天气、气候和大气环境有重要影响下垫面。但目前空气质量预报的气象驱动GRAPES模式对于城市的陆面参数化方案忽视了城市冠层的动力和热力效应，影响了空气质量的预报精度。本项目将WRF模式中的城市冠层模式耦合到我国自主研发的GRAPES模式中。通过珠三角区域高分辨卫星反演资料，实地城市建筑形态的统计，城市冠层微气象观测试验资料对城市冠层模式所需的地表形态参数进行更新和优化。应用耦合了城市冠层模式的GRAPES模式对典型天气类型（城市热岛、静小风日和降水湿清除）及重空气污染事件进行模拟，分析和讨论了城市冠层模式的引入和优化对珠三角空气质量预报的改进。