论文部分内容阅读
本文使用法国动力气象实验室开发的高分辨可变网格大气环流模式(LMDZ),分别利用全球模式和区域模式对长三角、珠三角和京津唐区域进行城市群下垫面变化的东亚气候模拟试验,探讨各区域城市群下垫面变化带来的夏季气候效应及其可能机制,并对不同区域城市群气候效应进行对比,主要结论如下:(1)全球模式和区域模式模拟结果表明,各区域城市群下垫面变化的夏季气候效应及其机理基本一致。当各城市群下垫面中农作物改为裸土后,地表潜热蒸发显著减少,即显著减弱了通过蒸发吸热作用降低气温的过程,为了平衡地面能量收支,地面温度升高,进而感热通量、地表有效长波辐射增强,地表通过升温对能量进行再分配和再平衡。而局地温度增加,虽有利于低层形成热低压,出现明显上升运动,但蒸发减弱使局地水汽明显减少,最终导致降水减少,表明水汽条件改变是降水减少的主要因素。(2)无论是单一城市群试验还是整个东部城市带的试验,全球模式和区域模式模拟结果都表明三个城市群下垫面改变引起的温度响应、地表能量变化具有显著的局地性,三城市群下垫面同时改变时,各区域温度变化基本是三个城市群单独改变的线性叠加。但由于中国东部高层呈现南正北负的异常变化,西太平洋副高加强西伸,导致降水减少区域并没有集中在局地,特别是东部城市带试验中,出现东部地区大范围的降水偏少。同时东南亚地区降水也减少,而我国内陆却有微弱的降水增加信号。(3)不同地区城市化影响气候的强弱存在差异。利用全球模式模拟各城市群气候效应,对比不同城市群总的能量变化发现,长三角和珠三角城市群总的能量变化较接近,京津唐城市群总的能量变化远低于长三角、珠三角城市群,仅为后者的50%;区域模式模拟结果与全球模式略有差异,区域模式模拟结果显示,长三角城市群总的能量变化最大,珠三角地区为长三角城市群变化的三分之二,京津唐城市群总的能量变化远低于长三角、珠三角城市群,仅为长三角城市群变化的五分之一。对比不同城市群能量和气温变化大小,全球模式和区域模式模拟结果皆表明各区域地表气温变化和能量变化有着较好的对应关系。对比不同城市群降水变化差异,全球模式模拟结果表明,东部城市带试验中,京津唐地区水汽辐散增强,其他地区都表现为水汽辐合增强,但考虑到各区域蒸发减少明显,使得三个地区皆有不同程度的降水减少;区域模式模拟结果表明,珠三角地区平均降水量的变化和长三角地区相近,长三角、珠三角地区东部城市带试验的变化和单一区域试验结果相比略小,而在京津唐地区,两者的变化呈现相反的结果。