《表3 2007年3月27日不同气象要素观测及模拟的均值和峰值》

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《边界层参数化方案对一次西北地区沙尘天气过程影响的数值模拟研究》

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注：00:00—00:00 UTC表示27日00:00 UTC至28日00:00 UTC；OBS表示观测值。

根据第2节的分析表明，民勤站在2007年3月27日监测到一次沙尘暴过程，图9显示了27日民勤站一些气象要素的地面观测值及5种边界层方案的模拟值，各要素观测和模拟的均值及峰值如表3所示，不同要素的平均时段不同。PM10浓度和10 m风速的模拟值在沙尘暴发生之前与观测值相差较大，重点关注沙尘暴发生期间二者模拟值与观测值较为吻合的时段（07:00—12:00 UTC），各方案模拟的2m温度和2 m相对湿度在沙尘暴发生前后较为接近且与观测值相差较小，因此重点关注二者的日变化，沙尘排放通量和地表摩擦速度的平均时段为沙尘排放通量的产生时段（03:00—12:00 UTC）。观测的10 m风速从05:30 UTC左右开始迅速上升，并在09:00 UTC左右达到峰值（15.0 m·s-1)，5种方案模拟的10 m风速也均在09:00 UTC左右达到峰值，但在沙尘暴前期模拟值明显较高（图9a）。2 m气温和2m相对湿度的观测结果与5种方案的模拟结果基本一致，但14:00 UTC之后，二者的模拟值与观测值出现明显偏差，2 m气温的模拟值较观测值偏低约4℃，这可能是模拟时没有考虑沙尘的辐射效应所致，2 m相对湿度的模拟值逐渐高于观测值，其中YSU方案模拟的相对湿度与观测结果最为接近，QNSE方案模拟的相对湿度则较观测结果高20%（图9b，9c）。在强风、高温和低湿特征作用下，观测的PM10浓度从27日07:00 UTC左右开始激增，在08:40 UTC及09:40 UTC先后达到9647μg·m-3及8337μg·m-3，随后在12:00 UTC骤降至约200μg·m-3；5种方案模拟的PM10浓度均在09:00 UTC左右达到峰值，且较观测结果提前约3 h开始上升，滞后约1 h降至500μg·m-3左右；此外，不同方案在沙尘暴发生期间模拟的PM10浓度大小也存在差异，Bou Lac和MYNN2.5方案的模拟结果高于观测结果，YSU方案的模拟结果与观测结果较为接近，MYJ和QNSE方案的模拟结果低于观测结果（图9d）。