新疆夏季行星边界层参数化方案模拟特征研究

摘要: 行星边界层参数化方案（PBL）对天气气候和大气环境的模拟与预报具有重要影响。通过基于单柱模式（SCM）的乌鲁木齐单点理想实验，以及新疆2019年8月15—18日的一次降水天气过程的模拟检验及诊断分析，研究了YSU、ACM2、BOULAC、GBM、MYJ和QNSE 6种常用的PBL参数化方案模拟的大气比湿、位温等气象要素响应土壤湿度变化的特征。结果表明：土壤湿度增加时，使用不同PBL参数化方案模拟的低层大气都呈现出比湿增加、位温降低、边界层高度降低的显著特征；GBM、ACM2中，垂直水汽输送效率较低，大气比湿较低、位温较高、湍涡作用范围较大，降水偏漏报；QNSE、MYJ中，垂直水汽输送效率较高，大气比湿较高、位温较低，湍涡作用范围较小，降水偏空报；QNSE、MYJ模拟的2 m比湿最大；ACM2模拟的2 m比湿最小；夜间QNSE模拟的2 m温度最低；白天MYJ模拟的2m温度最高；QNSE、MYJ模拟的10 m风速最高。这些模拟特征与PBL方案水汽垂直输送效率的差异密切相关。