非均匀下垫面大气边界层的观测和数值模拟研究.docx

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引言：
在地球表面，大气与陆地、水体之间的交界便是大气边界层。大气边界层主要受致动力地表扰动和海洋温差等因素的影响，边界层结构及其动力学特性非常复杂，非常难于研究。其中，非均匀下垫面是大气边界层研究的重点之一。非均匀下垫面梯度不均匀，可能会导致上层大气环流和下层地面运动产生显著影响。因此，对于非均匀下垫面大气边界层的观测和数值模拟的研究，有助于深入理解大气边界层的结构和动力学特性，从而提高天气预报和气候模型预测的精度。
一、非均匀下垫面大气边界层观测研究

目前，用于非均匀下垫面大气边界层研究的主要手段是遥感探测和气象探测。其中，遥感探测主要通过地面和卫星观测等手段，对土地利用、城市化进程、海洋表面温度等进行精确测量，并结合数值模拟，产生高分辨率的边界层结构参数。气象探测则主要是采用飞机、气球、探空等手段对非均匀下垫面大气边界层的垂直结构参数进行观测和分析，以建立与模型进行比对和验证。

非均匀下垫面大气边界层的观测结果表明，下垫面的梯度不均匀性对边界层结构和动力学特性有明显影响。例如，城市和草原的地表温度不同，对大气的热力作用不同，导致城市的环流比草原更强，高度也更高，同时，城市的热带风暴更频繁，气温更高。
二、非均匀下垫面大气边界层数值模拟研究

目前，针对非均匀下垫面大气边界层数值模拟的主要方法是使用大气模式，如WRF、GFS等。其基本原理是通过建立大气数值模型，对下垫面梯度的分布进行数值模拟，从而模拟大气边界层的结构和动力学特性。

经过模拟看，非均匀下垫面对大气边界层的影响是明显的。例如，模拟结果显示城市地表温度与草原地表温度有所不同，城市气团上升的速度比草原气团高，干燥的气候也可能会导致城市的暴雨。数值模拟的研究对比了非均匀下垫面对大气边界层的影响以及地表温度对城市影响的大小。
结论：
综上所述，非均匀下垫面大气边界层的研究是一个复杂的系统工程，需要综合使用多种方法和手段开展研究。通过遥感探测和气象探测，可以对非均匀下垫面大气边界层进行观测和分析，为模型的建立提供高精度的数据。而通过数值模拟，则可以深入地了解梯度分布和其对大气边界层的影响，为天气预报和气候变化研究提供重要参考。这一研究对城市建设和环保工作也具有一定的指导意义。