基于WRF-LES的门头沟地区近地面风场模拟与边界层方案敏感性研究

近地面风场与人类生活密切相关，精细准确的风场模拟可以为气象实况产品提供数据支撑。目前，中尺度模式的时空分辨率无法满足局地精细化模拟的需求，因此本研究基于中尺度模式（WRF）内层嵌套大涡模拟（LES），采用五层双向嵌套在门头沟东部区域展开百米近地面风场模拟。结合地面观测，设计边界层和亚网格模型敏感性试验，对比1 km分辨率下YSU和LES边界层方案对里层嵌套的影响，检验和评估不同亚网格模型在真实大气中的适用性。结果表明，在中微尺度过渡分辨率1 km开启YSU边界层较LES边界方案模拟效果更佳，在保持捕捉湍流细节的能力下，拥有较低的误差。不同的亚网格敏感性试验中，1.5TKE, SMAG, 1.5TKE＿NBA和SMAG＿NBA四种亚网格模型差异较小，统计指标上，SMAG的均方根误差最低，相关系数最高。同时，四种亚网格模型依旧存在模式本身造成的高值低估，低值高估的现象，SMAG在风矢量分布和风速风向概率密度分布中与观测最为接近。在风场的瞬时空间分布上，SMAG＿NBA表现出对细小的湍流捕捉能力的优势。