《表1 MYJ模拟的统计检验结果Tab.1 Results of statistical test of MYJ simulation》

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《武汉市一次污染过程的局地流场和边界层结构的数值模拟》

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注:MB，ME，RMSE和R分别为平均偏差，平均误差，均方根误差和相关系数.

WRF模式采用WRF3.5.1版，初始场和边界条件的数据为全球数据同化系统（GDAS）的FNL数据，水平分辨率为1°×1°，每6 h一次，即每日的00、06、12、18时（世界时）。模式采用三层嵌套，第一层模拟区域为东亚地区，第二层为华中地区，第三层包括武汉地区及周边区域，模式中心点的坐标为30°N、110°E。三层分辨率分别为30 km×30 km、10 km×10 km、2 km×2 km。模式垂直方向为29层，模式顶高约为20 km，为了能够更精确地模拟边界层结构，采用了上疏下密分层方法，3 000 m以下分为20层。积分步长为180 s，每1 h输出一次，积分时间从2013年11月21日18时到2013年11月26日18时（世界时），共5 d。物理过程参数化方案设置如下:微物理过程采用Lin方案；长波辐射为RRTM方案；短波辐射为Dudhia方案，每10 min调用一次；陆面过程采用Noah方案，Kain Fritsch积云对流参数化方案仅应用于第一、第二层嵌套区域；表面层方案与边界层方案相对应。为了检验WRF模式模拟气象要素场的准确性及各边界层方案的差异（YSU、MYJ和ACM2），利用武汉气象站地面观测资料和L波段雷达探空资料对模拟结果进行统计检验，运用Pearson相关系数（R）、平均偏差（MB）、平均误差（ME）、均方根误差（RMSE）等统计量衡量WRF模式对2 m温度、2 m相对湿度、10 m风速风向和5 km以下近地面的温度、湿度、风速的模拟能力。经过比较发现，3种边界层方案2 m温度露点差的模拟值都高于实测值，也就是说模拟的湿度普遍偏高，整体趋势与实测值较为一致，MYJ平均偏差最小，均方根误差最小，模拟效果好于YSU、ACM2。而在10 m风速模拟中，YSU的效果要好于MYJ、ACM2。10 m风向模拟中，MYJ、YSU、ACM2模拟结果较为一致，以偏北、偏东北、偏西北风为主，而实测风向以偏北风为主，模拟结果与观测结果有一定偏差。静风频率的高低影响污染物浓度的堆积效率，MYJ、YSU、ACM2方案都低估了静风频率，YSU方案更接近于实测值。综合而言，MYJ方案在本文中综合模拟效果最好。MYJ的统计检验的结果见表1（其他检验结果略），因此本文的边界层参数化方案采用MYJ方案，MYJ采用局地闭合方案，湍流闭合阶数为1.5阶闭合，预报湍流动能（TKE，Shin等[11]）确定扩散系数。MYJ白天边界层混合作用较弱，夹卷作用也较弱。