6.2.1 温度
图6.8为URB试验模拟的中国东部地区2003年夏季各月的近地表温度分布以及相应的NCEP再分析结果。从图6.8中可以看到,6月,华北及江淮中部地区温度较高,可达25℃以上;7月和8月,高温主要出现于江淮以南、华南以北地区,7月最高温度可达31℃以上。整个夏季期间,低温主要位于华北及台湾的高山地区,6月温度最低可达15℃以下。对比控制试验和NCEP再分析结果不难看出,URB试验对中国东部地区2003年夏季各月的近地表温度分布均刻画得较好。尽管与观测相比,控制试验略微高估了高温区的温度,但模式正确地模拟出了高温区和低温区的分布及其变化特征。

图6.5 观测和URB试验模拟的中国东部地区2003年7月位势高度(等值线,单位:gpm)和风场 (箭头,单位:m/s)

图6.6 观测和URB试验模拟的中国东部地区2003年8月位势高度(等值线,单位:gpm)和风场 (箭头,单位:m/s)
为了进一步验证模式对温度的模拟能力,分别计算URB试验模拟的2003年6—8月以及夏季华南、江淮和华北地区平均2m 温度,将其与相应的NCEP结果进行对比,结果列于表6.2中。对比结果证实,URB试验对中国东部地区2003年夏季的近地表温度刻画较好,模拟的华北、江淮和华南地区夏季各月2m 温度与实测相差均不超过1℃。受内蒙古高原和大兴安岭等高地形影响,华北地区夏季各月平均近地表温度较低,相对而言,华南和江淮地区近地表温度较高,URB试验基本刻画出了2003年夏季中国东部地区近地表温度南高北低的分布特征。URB 试验模拟的华南、江淮和华北地区近地表温度大多较NCEP再分析资料结果要高,其中一个很重要的原因可能是由于NCEP 资料分辨率较粗(1°×1°),难以准确地捕捉城市密集度较高的城市群区的热岛效应。
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图6.7 200hPa、500hPa和850hPa 2003年夏季经向风的时间-纬度断面
表6.2 观测和URB试验模拟的华北、江淮和华南地区平均2m 温度 单位:℃

将URB试验模拟的华北、江淮和华南地区2003年夏季2m 温度的逐日变化与NCEP再分析资料进行对比,见图6.9。从图6.9中可以看到,2003年夏季期间,上述三个地区近地表温度有类似的变化:6月,温度呈现出快速的上升趋势;7月,温度上升速率减慢;7月底至8月初,温度开始出现降低趋势;8月上旬温度开始急剧降低;伴随着8月中旬温度短暂的再次回升后,8月下旬温度再次降低。与NCEP 再分析结果相比,URB 试验大体再现了上述三个地区2003年夏季近地表温度的逐日变化。但URB 试验模拟的华南地区2m 温度偏高,且高估主要集中于7月和8月;模拟的江淮地区2m 温度偏高主要集中在6月和8月,且以8月更为明显;模式对华北地区2m 温度的高估主要集中在6月。这与表6.2所列的结果有较好的对应关系。从上述分析来看,WRF模式总体上较好地模拟了中国东部地区2003年夏季近地表温度的水平分布及其逐日变化趋势。

图6.8 观测和URB试验模拟中国东部地区2003年夏季2m 温度