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中国城市形态参数特征分析及其在WRF模式中的应用

城市形态参数,WRF,数值模拟,城市建筑

数值模式作为研究城市气候与环境问题的有效途径之一，提升其对城市形态的描述有助于提升模式在城市地区的模拟能力。缺乏真实的城市形态参数一直是制约数值模式在城市地区模拟能力的一大原因。本文利用中国主要城市建筑物层高数据对城市形态参数进行了估算，建立了包含中国主要城市的城市形态参数数据集。结果表明，中国城市形态参数存在明显的区域分布特征。中国城市主要以低层建筑为主，高层建筑占比较低。依据建筑物高度概率分布，中国城市大致可以分为两类：单峰型和双峰型。单峰城市低矮建筑数量远远多于双峰城市，这种建筑物高度分布差异是造成单双峰城市形态差异的主要原因。WRF默认城市冠层参数对中国城市形态的描述存在较大的偏差，中国城市等效街道宽度北高南低，WRF默认街道宽度不能体现这种空间分布差异，在数值上也存在很大程度的低估；中国城市等效建筑宽度差异较小，WRF对中国城市建筑宽度有一定的高估。并且以南京为例探讨了WRF对城市形态参数的敏感性，城市形态参数对城市内部能量平衡过程有显著影响，对城市区域温度、风场的模拟有一定的提升。