第42卷第3期2023年6月高原气象PLATEAUMETEOROLOGYVol.42No.3June,2023李叶晴,师春香,沈润平,等,2023.基于WRF-LES的门头沟地区近地面风场模拟与边界层方案敏感性研究[J].高原气象,42(3):758-770.LIYeqing,SHIChunxiang,SHENRunping,etal,2023.SimulationofNear-SurfaceWindoverMentougouwithWRF-LESandSensitivityStudyofPlanetaryBoundaryLayerSchemes[J].PlateauMeteorology,42(3):758-770.DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2022.00084.基于WRF-LES的门头沟地区近地面风场模拟与边界层方案敏感性研究李叶晴1,师春香2,沈润平1,粟运3,张德杰1,葛玲玲2(1.南京信息工程大学地理科学学院,江苏南京210044;2.国家气象信息中心,北京100081;3.成都信息工程大学大气科学学院,四川成都610225)摘要:近地面风场与人类生活密切相关,精细准确的风场模拟可以为气象实况产品提供数据支撑。目前,中尺度模式的时空分辨率无法满足局地精细化模拟的需求,因此本研究基于中尺度模式(WRF)内层嵌套大涡模拟(LES),采用五层双向嵌套在门头沟东部区域展开百米近地面风场模拟。结合地面观测,设计边界层和亚网格模型敏感性试验,对比1km分辨率下YSU和LES边界层方案对里层嵌套的影响,检验和评估不同亚网格模型在真实大气中的适用性。结果表明,在中微尺度过渡分辨率1km开启YSU边界层较LES边界方案模拟效果更佳,在保持捕捉湍流细节的能力下,拥有较低的误差。不同的亚网格敏感性试验中,1.5TKE,SMAG,1.5TKE_NBA和SMAG_NBA四种亚网格模型差异较小,统计指标上,SMAG的均方根误差最低,相关系数最高。同时,四种亚网格模型依旧存在模式本身造成的高值低估,低值高估的现象,SMAG在风矢量分布和风速风向概率密度分布中与观测最为接近。在风场的瞬时空间分布上,SMAG_NBA表现出对细小的湍流捕捉能力的优势。关键词:WRF-LES;近地面风场;边界层;亚网格模型文章编号:1000-0534(2023)03-0758-13中图分类号:P457.5文献标识码:ADOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2022.000841引言近地面风是重要的气象驱动要素之一,精细化风场模拟在数值天气预报、气象灾害风险评估、大气环境评价等应用中至关重要(Simpsonetal,2016;Yangetal,2016;Coccia,2021;刘馨尹和张宁,2021;李艳等,2015;Hoolohanetal,2018)。风场在不同地形下变化快速且复杂,虽然现在已有的观测资料能提供多尺度、高精度的信息,但仍难以描述连续的时空分布场(Fern...