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Improving PM2.5 simulation in the stable boundary layer over eastern China through parameterized minimum eddy diffusivity
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DOI：10.1016/j.jes.2025.01.012.png)
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摘要
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弱湍流现象在东亚（EC）的重污染事件中经常发生。然而，现有的中尺度气象模型无法准确模拟弱湍流条件下的湍流扩散，特别是在夜间稳定边界层（SBL）中，这常常导致湍流扩散系数显著低估和地表气溶胶浓度高估。本研究测试并应用了一种新的最小湍流扩散系数（Kzmin）参数化方案，将其用于WRF-Chem模型中EC区域SBL条件下的PM2.5模拟。原始模型高估了PM2.5的模拟结果，而通过添加Kzmin可以提升模拟性能。敏感性试验揭示了EC北部（0.8至1.2 m²/s）和南部（1.0至1.5 m²/s）地区Kzmin的不同适用范围。与地理位置相关的Kzmin由感热通量（H）和潜热通量（LE）参数化，其同样表现出与气候和下垫面相关的区域差异。此外，我们为参数化公式Kzmin赋予了物理意义，并发现所提出的Kzmin方案能够合理地生成EC区域的动态Kzmin值。修正后的Kzmin方案（EXPNEW）增强了SBL中的湍流扩散（北部平均0.93 m²/s，南部平均1.10 m²/s），同时改善了地表（北部：65.78至0.67 µg/m³；南部：30.48至12.86 µg/m³）和SBL上层的PM2.5模拟。过程分析表明，垂直混合是EXPNEW方案中改善地表PM2.5模拟的关键过程。本研究强调了在SBL条件下改进当前中尺度模型中湍流扩散的重要性，对气溶胶模拟具有重大意义。
期刊
IF:
6.3
论文数:
7.6K
被引数:
2.4W
机构
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引用论文
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