4.1　试验设计

本章利用耦合了单层城市冠层 （UCM）的WRF-Chem （Grell et al.，2005）模式对京津冀地区2008年的一次夏季强降水过程进行模拟。它的气象模式和化学模式完全耦合，同时运行（Qian et al.，2010；Huang et al.，2015）可以较好地模拟出气溶胶的辐射和云微物理效应（Zhao et al.，2013）。本章研究所采用的三重网格与第2章相同，水平分辨率分别为36km、12km 和4km，格点数分别为170×238 （D1），186×207 （D2）和258×258 （D3），模拟区域中心点设在（117.62°E，40.16°N）。为了描述真实的下垫面土地利用情形，京津冀地区土地利用依据2003年MODIS （Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）500m 分辨率土地覆盖产品确定。在MODIS 资料的基础上，利用2008年1km 分辨率的夜间灯光资料确定模式区域内的城市下垫面网格点。为了描述京津冀城市群污染物的分布，本章采用了Zhang等（2009）水平分辨率为0.5°的2006年亚洲地区排放清单。但是BC、OM 及硫化物的分布采用的是Lu等 （2011）的2008年中国地区排放清单，其水平分辨率为0.1°，时间分辨率为1个月。生物质排放采用的是水平分辨率为0.5°、时间分辨率为1个月的全球排放资料 （Global Fire Emissions Database version3）。海盐和粉尘排放采用Zhao等（2013）的资料，且模式中不包含生物活动引起的排放。污染物的高值区主要位于北京、天津及唐山、保定等河北重要工业城市。

为了研究土地利用/土地覆盖的变化，以及气溶胶的浓度增加对夏季强降水过程的影响，本书共设计了U0A0、U1A0、U1A1、U1AIE四组试验，见表4.1。①在U0A0试验中将城市土地覆盖改为农田，且没有人为污染物的排放；②U1A0试验中包含城市下垫面，但是不包含污染物的排放；③U1A1试验中既包含真实的城市土地覆盖，也加入了人为污染物的排放；④U1AIE 与U1A1试验相近，但是在模式中不考虑气溶胶直接效应，仅包含了气溶胶间接效应。表4.2分别列出了以上四组试验之差所代表的效应，通过比较这四组试验的结果，可以分别揭示城市土地利用、污染物的排放对夏季强降水的相对影响，并具体分析气溶胶直接和间接效应在此次降水过程中的作用。

表4.1　试 验 设 计 表(https://www.daowen.com)

表4.2　各试验之差及其所代表的效应