复杂环境背景下高温天气过程的数值模拟和成因分析

包云轩,王秋云,2,严明良,2,袁成松,2

(1.南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京 210044;2.江苏省气象科学研究所,江苏南京 210008)

复杂环境背景下高温天气过程的数值模拟和成因分析

包云轩1,王秋云1,2,严明良1,2,袁成松1,2

(1.南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京 210044;2.江苏省气象科学研究所,江苏南京 210008)

应用WRF模式对2008年7月初发生在江苏沿江及苏南地区包括沪宁高速公路在内的一次高温天气过程进行了数值模拟。利用ArcGIS9.3中的数字高程模型(DEM)对高温天气形成的地理背景进行了空间分析,并进行了地形地貌和土地利用类型的敏感性试验。结果表明:此次高温天气过程中温度平流项对地面增温影响较小;江苏上空的大气呈稳定状态,且有强烈的下沉运动,有利于高温的形成;高温时段,江苏大部分地区高、低层大气都为相对湿度低值区,空气干燥,且地面水平风速较小;高温期间,研究地段内的向下长波辐射很强,使江苏迅速增温;地形因子对沪宁高速公路沿线高温天气的影响,主要是通过焚风效应来实现的,而不同的土地利用类型主要是通过所获得的感热和释放的潜热不同来影响近地层温度的。

高温天气;高速公路;WRF模式;数字高程模型;敏感性试验

0 引言

2008年7月初,在江苏省的沿江和苏南地区出现了连续3 d的高温天气过程。从7月4日起到7月6日,江苏省淮河以南地区的气温高达38～40℃。此次高温天气持续时间长、范围广、强度大,对生产和生活带来了诸多不便,但对于高温天气的研究很有典型意义。过去气象学者主要从大气环流形势、气候学或统计学角度来对高温天气进行分析,取得了大量的成果[1]。胡长海和任炳潭[2]分析了洛阳市酷热天气的气候特征和环流背景后得出:南亚高压中心位置偏北、偏东,西伯利亚阻高建立和维持,是酷热天气的重要大气环流背景。张敏等[3]对2002年7月15日华北地区出现的一次酷热天气事件进行了分析,得到此次酷热事件是由温度平流、温度垂直输送和非绝热加热3个因子共同作用的结果。冯树常等[4]利用历史资料,对形成长沙盛夏高温的天气系统进行了普查,找出了若干重要因子,统计了气候概率,在此基础上形成了长沙高温天气的概率预报方法。以上研究侧重于大城市高温天气的统计特征或理论成因,不能全面反映整个地区的高温天气变化特征,成因分析也只限于高温天气出现同期大尺度的大气环流特征,不能体现高温天气的中尺度特征,真正利用中尺度数值预报模式对高温天气进行模拟和分析的研究很少。

在交通运输过程中,除车辆、道路等因素以外,天气是影响交通运输的最重要因素。事实上有相当多的交通事故,是和雨、雪、雾、高温、大风和低温冰冻等不利天气相关联的[5]。近年来,国内外交通气象已有一定的研究成果,且进展迅速。但对于公路高温胁迫的研究,国内都只是分析公路交通事故与高温天气的外在关联[6],国外只有瑞士、加拿大、英国等几个发达国家有所涉及[7]。如Hermansson开发了一种夏季高温条件下计算公路路面温度的仿真模型,通过对热传导方程的有限差分及近似,即可得出路面温度分布廓线[8]。国内外利用中尺度数值预报模式对公路高温胁迫进行的研究极少,且对公路环境下高温天气形成的物理机制的探讨鲜见报道。

本文通过收集整理2006年以来沪宁高速公路自动气象监测系统(AMMS)观测的数据,分析选取2008年7月4日至6日(北京时间,下同)发生在江苏沿江及苏南地区(覆盖沪宁高速公路)的一次典型高温天气过程作为研究个例,应用WRF模式对其发生大气背景进行了数值模拟和诊断分析,同时利用ArcGIS 9.3地理信息系统软件中的数字高程模型(DEM)对地理环境在高温天气过程中的影响进行了空间分析,最后,根据不同地形地貌和不同土地利用类型对模式的敏感性开展了一系列试验。目的在于揭示沪宁高速公路沿线高温天气形成和维持的原因,探明公路沿线高温胁迫产生的物理机制,弄清地理环境对高温天气产生的影响,为高速公路高温天气预警预报提供科学依据。

1 资料来源与模式简介

1.1 资料来源

由江苏省气象局交通气象研究所自主研制的AMMS高速公路自动气象监测系统(每10 km设置1个站,共26个站,各站每分钟采集一次各气象要素值,其站点分布如图1所示)。本研究所需的实测资料来自于2006年以来的AMMS观测数据库,包括大气水平能见度、气压、气温、地温、相对湿度、降水、风向、风速等气象要素[9]。

运行WRF模式所需的初始场气象资料是从美国NOAA相关网站下载的美国国家环境预测中心(NCEP)的1°×1°格距的气象再分析资料。GIS分析所需的资料为国家基础地理信息中心提供的1 km×1 km分辨率的江苏省DEM数据,江苏省电子地图由江苏省基础地理信息中心提供。

1.2 模式简介

WRF模式是由美国国家大气研究中心(NCAR)和美国国家环境预测中心(NCEP)等多个部门共同研发的新一代中尺度预报模式,它集MM5、RAMS、ETA等模式优势为一体,提供了一个研究和业务数值天气预报的通用框架,既可用于分辨率在1～10 km的系统模拟,又可用于分辨率较低的业务预报。该模式不仅具有独特的数值化动力框架,还提供了许多可供耦合的先进的物理过程方案。与前一代中尺度数值预报模式MM5相比,WRF模式考虑了比较详细的陆面过程,能描述不同下垫面的热量、水分等要素的传输交换过程,并将其耦合到边界层参数化方案中,加强了边界层物理过程的模拟,进而改善了整个模式的模拟性能[10-13]。

图1 沪宁高速公路自动气象监测站的分布Fig.1 Distribution of the auto-meteorological monitoring stations(AMMS)in the Shanghai-Nanjing Expressway

2 高温天气实况及试验设计

2.1 AMMS观测资料分析

图2a、b是根据AMMS实时监测数据绘制的2008年7月4日08时至6日08时48 h内沪宁高速公路自动气象站的气温与地面温度变化实况。从图2a可以看出,梅村、仙人山与河阳三站气温变化趋势较为一致,但对应时刻的温度值高低有所区别。整体趋势都是从4日08时开始逐渐升温,至4日14时左右达到一天中的最高温,高温维持3～4 h后迅速降温,至5日05时左右气温降到30℃以下,此后开始迅速增温,随后的趋势与前面几乎相似地出现。注意到仙人山、河阳两站的气温比对应时刻梅村站气温低些,这可能是由于仙人山与河阳站附近的局地地形较为特殊所致。图2b为地面温度变化实况(由于监测地温的仪器较为特殊,沪宁高速公路沿线只有梅村、仙人山两站安置了地温监测仪),可看出地温的变化趋势与气温较为类似,但是比对应时刻气温高出很多,地温如此之高,必定对路面产生极大影响,从而影响交通。AMMS监测的实时数据较好地反映了高温天气的总体特征。

2.2 试验设计

本研究应用新一代非静力平衡中尺度数值预报模式WRF2.2(Weather Research and Forecast Model for version 2.2)。采用NECP/NCAR提供的水平分辨率为1°×1°、时间间隔为6 h、共26层等压面的GR IB气象再分析资料作为模式的初始场和边界层资料。模式采用双重嵌套方式,水平范围以(120.0°E,33.0°N)为中心,模拟区域为116～124°E、30～36°N,覆盖沪宁高速公路。粗网格格距为9 km,格点数为75×75;细网格格距为3 km,格点数为121×91;积分步长为60 s。在模式微物理过程的参数选择上,粗细网格均采用Lin方案;长波辐射均选用RRT M方案;短波辐射均选用Dudhia方案;近地面方案选用Monin-Obukhov方案;陆面过程采用Noah陆面参数化方案;积云参数化方案粗网格选用Kain-Fritsch(new Eta)方案,细网格不采用积云参数化方案;边界层方案选择NCEP Global Forecast System方案。模式模拟个例的时段为2008年7月4日08时(北京时间,下同)至7月6日08时共48 h,粗网格每3 h输出一次结果,细网格每1 h输出一次结果,以此方案所做的试验称为控制试验。同时为了剖析导致这种小范围高温天气形成的因素,本文还在控制试验的基础上进行了地形地貌和土地利用类型的敏感性试验。

图2 2008年7月4日08时至6日08时沪宁高速公路自动气象站气温(a)和地面温度(b)的变化曲线(单位:℃)Fig.2 Sketches for the air temperature(℃)and the surface temperature(℃)of the auto-meteorologicalmonitoring stations in the Shanghai-Nanjing Express way from 08:00 BST 4 to 08:00 BST 6 July 2008 a.air temperature at 2 m from the surface;b.surface temperature at the ground

3 数值模拟结果与诊断分析

3.1 模拟效果验证

图3给出了2008年7月4日08时至7月6日08时48 h内沪宁高速公路梅村站气温变化实况及模拟曲线。可见,模拟气温与实测气温的变化趋势十分接近,但是模拟的气温值较对应时刻的实测值稍有偏差。这可能是由于WRF模式是基于理想化的数值模式,并不是专门针对高温天气设计的,其中各参数选择不同会对模拟结果带来一定的影响,因此模拟结果与实况就会有一定的偏差。但总体来说WRF模式对此次高温过程的模拟效果较好,用模式输出的结果对此次高温天气进行诊断分析,可以较好地反映此次高温天气的发展演变过程。

图3 实测与模拟的2008年7月4日08时至7月6日08时沪宁高速公路梅村监测站气温的变化曲线(单位:℃)Fig.3 Sketches for the observed and simulated value of the air temperature(℃)of Meicun Station in the Shanghai-Nanjing Expressway from 08:00 BST 4 July to 08:00 BST 6 July 2008

3.2 主要温度变化因子分析

为探明此次高温天气过程产生的物理机制,本文根据热力学第一定律推导出的温度变化方程来分析其成因:

该方程等号右端第1项为温度平流项,第2项为绝热冷却项,第3项为非绝热项[14]。

3.2.1 温度平流

温度平流对我国各地的气温和地表温度变化都有一定的影响。在通常情况下,因为冷暖空气几天就有一次交替,它对高空和地面的气温变化均有较大的影响,特别是在高空由于辐射热交换而引起的气温变化每天只有1℃左右,而水汽凝结只有在有限地区进行,所以温度平流就显得很重要,但是对于贴地层的气温而言,它只是一个决定日平均气温的主要因子[15]。分析2008年7月5日14时500hPa的温度平流(图略)发现,江苏大部均为冷平流区,强度较弱,似乎与地面高温关系不大。图4给出了2008年7月5日14时850hPa的温度平流场,发现暖平流值很小,甚至有的地区出现弱的冷平流。在江苏淮河以南暖平流为(0～2)×10-5℃/s,按此数值推算,6h后其温度升高0～0.432℃。由此可知,此次高温天气过程温度平流项对地面增温影响较小。因此,造成此次高温天气过程的主要条件不是温度平流项[16]。

3.2.2 绝热冷却因子

绝热冷却因子所反映的物理意义是:空气绝热上升膨胀冷却(单位体积热量减少,温度下降)、绝热下沉压缩增暖(单位体积热量增多,温度升高),而空气的垂直运动究竟是受到加强还是受到减弱,取决于大气层结稳定度,所谓大气层结稳定度是指在静力平衡状态的大气中,空气团受到外力因子的扰动后,大气层结(温度和湿度的垂直分布)有使其返回或远离原来平衡位置的趋势或程度。因此,空气实际冷却量和增暖量的多少(即气温升降值的大小)既取决于垂直速度大小,也取决于大气层结稳定度。由此可见,垂直运动对局地气温变化的影响,主要是通过垂直运动的方向(是向上还是向下)、速度的大小和大气层结稳定度来体现的[17]。

本文分析了大气层结稳定度和垂直运动之间的相互联系及其对气温的影响。图5a、b分别是2008年7月4日14时的假相当位温和垂直速度剖面图。假相当位温θse是一个包含了大气温湿状态的参数,它随高度的变化可用来判定大气的对流性稳定状态[18]。从图上可以看出:研究区上空500～100hPa的高层为逆温层,θse随高度升高而增大,大气为稳定状态,而对应高度层中盛行下沉运动,这样的配置有利于下层气温的升高。

3.2.3 非绝热因子

在高空西太平洋副热带高压稳定控制本地区的天气形势下,非绝热因子对高温的产生起了关键的作用。天气预报实践表明,云、空气湿度、风等非绝热因子对气温变化有较大的影响[19]。图6为2008年7月5日14时空气相对湿度沿33°N的剖面。从图上可以看出,高温时段内江苏大部分地区高、低层大气都为相对湿度低值区,即空气非常干燥。这和该区以下沉运动为主,没有较强的上升运动是相对应的,从高温区向外相对湿度逐渐增大。说明模拟区域在暖性高压控制下,天气晴好,太阳辐射强烈,从而导致气温升幅较大[20]。

图4 2008年7月5日14时850hPa温度平流(单位:10-5℃/s)Fig.4 Temperature advection(10-5℃/s)field at850hPa at14:00BST5July2008

图5 模拟的2008年7月4日14时假相当位温(K)和垂直速度(hPa·s-1)沿33°N的垂直剖面 a.假相当位温;b.垂直速度Fig.5 Longitude-height cross-section of the simulated pseudo-equivalent temperature(K)and the vertical velocity(hPa·s-1)along33°N at14:00BST4July2008 a.pseudo-equivalent temperature;b.vertical velocity

图6 2008年7月5日14时空气相对湿度沿33°N的垂直剖面(单位:%)Fig.6 Longitude-height cross-section of the relative humidity(%)along33°N at14:00BST5July2008

湍流交换的强弱在很大程度上取决于低层大气的风速大小,白天地面接受太阳辐射而增暖,气温随高度上升而下降,湍流交换将地面热量向上传输,使地面升温程度削弱。风强,湍流向上的热通量也强,白天最高气温不致太高;风弱,湍流向上的热通量也弱,有利于近地层气温升高[21]。图7为2008年7月4日14时地面水平风速分布,从图上可以看出:沪宁高速公路沿线的近地面(10m)风速都很小,只有3～5m·s-1,这样小的风速使湍流向上的热通量也相应较小,有利于高温天气的出现。

图7 模拟的2008年7月4日14时地面水平风速(单位:m·s-1)Fig.7 Distribution of the s imulated horizontal wind speed(m/s)at ground surface at14:00BST4July2008

3.3 高温天气的辐射通量分析

图8a、b分别为2008年7月4日14时和7月5日14时的向下长波辐射。可见,沪宁高速公路沿线出现了向下长波辐射高值区。4日14时辐射值高达450～460W·m-2,5日14时依然维持在440～450W·m-2,但高值区向东移动,辐射增温的范围几乎覆盖整个江苏省。说明研究地段内向下长波辐射很强,有利地表和近地气层增温。

图8 2008年7月4日14时(a)和5日14时(b)地面向下长波辐射通量的分布(单位:W·m-2)Fig.8 Distribution of the downward long-wave radiation flux(W·m-2)at ground surface from July 4th to July5th in2008 a.14:00BST4July2008;b.14:00BST5July2008

4 地形地貌作用分析

4.1 D EM数据分析

图9a、b分别为沪宁高速公路沿线的地形和由数字高程模型(D EM)产生的镇江段坡度图。由图可以看出,江苏的长江以南地势相对不平,其中沪宁高速公路正好穿插其中。高速公路以南的东南部苏州地区海拔较低,中部的无锡大部、常州东部海拔也较低,而西部的南京大部、镇江大部和常州西部海拔较高,大多为海拔60m以上的丘陵。沪宁高速公路的宁—镇—常段穿越地势相对较高的山地丘陵地带,常—锡—苏—沪段则蜿蜒于平坦的低海拔平坦地形,全线路面高度普遍低于苏南地区平均高度(平均高度低于海拔20m)。在西段,气流从地势低落的四周吹来,一般能在公路外围的山丘迎风面产生辐合抬升,当气流越过低丘后,沿山坡下沉时,将以干绝热递减率增温,在增温的同时气流中的水汽会快速蒸发,到达位于背风面谷底的高速公路路面上时,空气变得相对高温干燥,这就是所谓的焚风效应[22]。东段的焚风效应要弱得多,增温幅度相对较小。这样的焚风效应加上模拟区内相对低湿,使得增温更加明显。但这种情况只在梅雨季后盛夏伏旱、副高控制的天气形势才易出现。实际上,苏南地区地面水网分布密集,此外,北有长江,南有太湖,东有东海,东部可供蒸发的水汽来源充沛,当盛夏西太平洋副热带高压控制本区时,气流下沉逆温,会抑制上下层水热交换,使近地面保持高温高湿环境,西部受地形阻挡和焚风效应的影响,水汽条件相对而言劣于东部,易出现相对干热的环境。

4.2 地形地貌敏感性试验结果对比

通过前述分析发现,地形起伏和下垫面因素对沪宁高速公路沿线的高温天气过程是有重要影响的,所以本文针对不同地形地貌和不同土地利用类型做了敏感性试验。控制试验(简称方案1)中采用模式原有的静力地形数据,地形高度如图10所示。地形地貌的敏感性试验(简称方案2)中去掉了地形起伏高度,并保留原有的下垫面类型。

图9 沪宁高速公路沿线地形(a)和公路镇江段坡度(b)Fig.9 Topography of the Shanghai-Nanjing Expressway and the slope map of the Zhenjiang part of the Expressway a.topography of the Shanghai-Nanjing Expressway;b.the slope map of the Zhenjiang part

图10 控制实验中的细网格地形高度(单位:m)Fig.10 Terrain height(m)from the small grid interpolation in control test

图11为控制试验与地形敏感性试验模拟的2008年7月4日14时至7月5日14时梅村监测站距地面2m处气温变化曲线。研究发现去掉地形高度后的气温比有地形时对应时刻的温度要偏低,这与前面分析过的地形能引起焚风效应是吻合的。由于焚风效应所带来的增温使背风坡地区气温升高,而去掉地形后,焚风效应消失,气温就没有那么高了。且在地形敏感性试验中,去掉地形后,由于地形不再起伏变化,导致气温变化曲线相对平滑(特别是在日落前开始的降温过程中),不像控制试验所模拟的曲线那样存在多个转折点。

图11 在控制试验和地形地貌敏感性试验中模拟的2008年7月4日14时至5日14时梅村监测站距地面2m处气温的变化(单位:℃)Fig.11 Sketches for the simulated air temperature(℃)at 2m of Meicun Station on the Shanghai-Nanjing Expressway from14:00BST4to14:00BST5 July2008(the blue line:the control test;the red line:the terrain sensitivity test)

从方案1和方案2模拟的2008年7月5日14时沿120°E的垂直速度剖面(图12)可以发现:有地形高度时(图12a),空气下沉运动强烈,而去掉地形后(图12b),几乎没有下沉运动,说明去掉地形后垂直运动会大大减弱,引起的升温不明显,这与图11的分析结果相吻合。可见,对沪宁高速公路沿线的高温天气进行数值模拟时,地形地貌的敏感性较强。

图12 模拟的2008年7月5日14时垂直速度沿120°E的剖面(单位:hPa·s-1) a.控制试验;b.地形敏感性试验Fig.12 Latitude-height cross-section of the vertical velocity(hPa·s-1)along120°E at14:00BST5July2008 a.control test;b.terrain sensitivity test

4.3 土地利用类型敏感性试验结果对比

W RF模式中原始的土地利用类型为美国地理测量(U.S.Geological Survey)土地利用系统所提供的24类全球土地类型。土地利用类型的敏感性试验(简称方案3)中把下垫面水体类型(类型16)修正为城市类型(类型1),并保留原有的地形高度。

图13是控制试验与土地利用类型敏感性试验所模拟的2008年7月4日14时至5日14时梅村监测站离地2m处的气温变化曲线。对比后可以发现:将水体替换为城市地表后,梅村站距地面2m处气温比控制试验模拟的对应时刻的气温要高。这是因为受城市环境的影响,城市地表夏季汇集的热量多,又不易散开,导致地表温度变高。且在控制试验中,7月4日19时至22时是高温的维持阶段,气温是缓变的,而土地利用类型敏感性试验中相应时段内温度几乎线性下降,与控制试验差异较大。可见,土地利用类型变化对沪宁高速公路沿线的高温天气还是较为敏感的。实际上,不同的土地利用类型造成不同属性的下垫面,而不同属性的下垫面在大气与地表、地表与下层土壤或植被的热量交换中所起的作用不同,对于沪宁高速公路而言,地表与城市地表相近,主要通过辐射热交换、感热交换(即流体运动热交换)、潜热交换来影响地表和近地气层的温度变化,地表与下层的传导热交换可以忽略不计。而影响气温变化的最重要热量交换方式是感热交换和潜热交换,因此,不同土地利用类型对近地层气温变化的作用可以通过感热吸收和潜热释放的差异来体现。

图13 控制试验和土地利用类型敏感性试验模拟中的2008年7月4日14时至5日14时梅村监测站距地面2m处气温的变化(单位:℃)Fig.13 Sketches for the sim ulated air temperature(℃)at2 m of Meicun Station in the Shanghai-N anjing Expressway from14:00BST4to14:00BST5 July2008

5 结论与讨论

为了系统研究沪宁高速公路高温天气的成因及其演变规律,为公路交通气象业务的开展奠定理论基础,本研究对沪宁高速公路AMM S实测数据库中历次高温天气过程进行了全面的分析,选取2008年7月4日至6日发生在江苏沿江及苏南地区、覆盖沪宁高速公路的一次典型高温天气过程作为研究个例,应用高时空分辨率的非静力中尺度数值预报模式W RF2.2,结合NCEP/NCAR1°×1°气象再分析资料,对此次高温天气的大气背景进行了数值模拟试验。调用AMM S实测资料(1次/m in)对模拟效果进行验证后发现:W RF模式较成功地模拟出了此次天气过程。为了揭示地形地貌对高温天气的影响,利用A rcG IS9.3中的数字高程模型(D EM)对高温天气形成的地理环境进行了空间分析,同时还进行了地形和土地利用类型的敏感性试验,研究得到以下结论:

1)在此次高温天气过程中,温度平流对近地气层的增温影响较小。

2)500～100hPa的高层大气存在逆温层,大气呈稳定状态,对应高度层里盛行下沉运动,这样的配置有利于近地气层温度的升高。

3)高温发生时段内,江苏地区高、低层大气都为相对湿度低值区,地面水平风速小,湍流向上的热通量小,有利于地面气温的上升。

4)高温期间,江苏大部的向下长波辐射强,使研究区域内增温迅速。

5)基于D EM的地理环境G IS空间分析和基于W RF模式的地形地貌敏感性试验表明:当去除地形高度时,模拟的气温有所降低,下沉运动大大减弱。地形对模拟区域气温的影响,主要是通过焚风效应来反映。土地利用类型的敏感性试验表明:将模拟区域内的土地利用类型由水体换为城市地表后,气温有所升高,不同土地利用类型对高速公路所在区域内近地层气温变化的影响主要通过感热吸收和潜热释放的差异来体现。

从本文的研究中可以发现:调整W RF模式中的相关参数可以成功地模拟高速公路上的高温天气过程,再结合实测数据,可以较好地预报高速公路上高温天气出现的具体时间、路段、范围、强度和演变过程等,为交通气象部门准确地预测道路灾害性天气提供科学依据。对于模式数值试验中存在的误差,未来将从以下两个方面进行改进:一是对模式的初始场资料进行加密、同化和调整以提高预报准确率;二是对模式物理过程和参数化方案不断进行试验、选择最佳配置以便更精确、更科学、更合理地反映实际发生的状况。

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Numerical Simulation and Cause Analysis of a High Temperature Weather Process under Complicated Environmental Backgrounds

BAO Yun-xuan1,WANG Qiu-yun1,2,YAN Ming-liang1,2,YUAN Cheng-song1,2

(1.Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education,NU IST,Nanjing 210044,China;2.Jiangsu Meteorological Institute,Nanjing 210008,China)

In early July of 2008,a high temperature weather process occurred in the region along the Yangtze River and the southern part of Jiangsu Province where covers the Shanghai-Nanjing Expressway.In this paper,the atmospheric backgrounds of the process was simulated by using WRF2.2(a non-hydrostatic meso-scale weather research and forecasting model),the geographical environment was analyzed combined with digital elevation model(DEM)in A rcGIS9.3(a software of geographic information system),and the topography,geomorphology and land-use sensitivity experiments were carried out.Results were as follows:1) Impact of temperature advection on warming at ground was very small in the high temperature weather process;2)W hen the atmosphere was stable over Jiangsu Province and there was strong sinking movement,it was favorable to the form ing of high temperature weather;3)During the high temperature weather prevailing,the relative hum idity was low in the high and low levels over most parts of Jiangsu,and the air was dry and the horizontal surface wind speed was small;4)In the high temperature weather process,the downward long-wave radiation was so strong that the temperature rose rapidly in Jiangsu;5)The influence of topography on the high temperature weather along the Shanghai-Nanjing Expressway was mainly achieved through the foehn effect,and the impact of different land-use types on the air temperature at the surface was displayed by thedifferent values of obtaining sensible heat and releasing latent heat.

high temperature weather;express way;weather research and forecasting model(WRF);digital elevation model(DEM);sensitivity experiment

P458.2

A

1674-7097(2010)06-0647-10

2010-03-25;改回日期:2010-05-23

公益性行业(气象)科研专项(GYHY(QX)200906037-27)

包云轩(1963—),男,江苏如东人,博士,教授,博士生导师,研究方向为应用气象、气象灾害、农业病虫害测报、资源遥感与环境信息系统,baoyx@nuist.edu.cn.

包云轩,王秋云,严明良,等.复杂环境背景下高温天气过程的数值模拟和成因分析[J].大气科学学报,2010,33(6):647-656.Bao Yun-xuan,WangQiu-yun,YanMing-liang,et al.Numerical simulation and cause analysis of a high temperature weather process under complicated environmental backgrounds[J].Trans Atmos Sci,2010,33(6):647-656.

(责任编辑:倪东鸿)