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城市稳定边界层灰区尺度大涡模拟次网格湍流混合参数化方案评估研究
ID：321 View Protection：ATTENDEE Updated Time：2026-08-03 17:24:14 Hits：0 Oral Presentation

Start Time：Pending（Asia/Shanghai）

Duration：Pending

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Abstract
大涡模拟（LES）是模拟大气边界层湍流混合过程最有效的方法之一。其直接解析含能湍涡，并对次网格各向同性湍涡进行参数化。研究发现大涡模拟在百米尺度处于“灰区尺度”，模式在该分辨率无法完全解析大气边界层内的大尺度含能湍涡，模拟的湍流通量误差可超过30%，进而导致大气边界层模拟出现系统性偏差。尤其对于稳定边界层而言，低空急流、风切变、重力波等机械湍流可产生大量大尺度湍流涡，主导稳定边界层的湍流混合过程，进一步增大了稳定边界层大涡模拟的不确定性。因此，本研究基于WRF-LES模式，针对南京一次夜间霾过程开展嵌套网格LES试验，探究复杂城市地形下大涡模拟“灰区”及“近灰区”的模拟不确定性。研究发现，受城市周边地形造成的水平风切变影响，不同分辨率网格湍流通量模拟存在显著差异，即使网格分辨率提升至数十米，大涡模拟仍无法实现数值收敛。且水平风切变增强会进一步加剧模拟偏差。垂直扩散系数解析指出传统1.5阶TKE方案在弱湍流条件下倾向高估垂直扩散系数，而在强水平风切变区Km被显著低估。为此，本研究引入尺度系数，构建包含水平风切变贡献的改进参数化算法。在此基础上进一步引入网格尺度订正项，实现尺度自适应订正。测试试验表明改进方案能够大幅降低次网格垂直扩散系数的平均绝对误差。因此，在复杂下垫面稳定边界层大涡模拟中，需同时考虑水平风切变贡献与网格尺度依赖性订正，以提升大涡模拟准确性。
Keywords
大涡模拟,灰区,稳定边界层,网格自适应
Speaker
李鑫
无 南京信息工程大学

Submission Author
李鑫 南京信息工程大学
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  • Conference Date

    Aug 12

    2026

    to

    Aug 15

    2026

  • Aug 05 2026

    Draft paper submission deadline

  • Aug 12 2026

    Registration deadline

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