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基于WRF-LES-Chem的复杂城市臭氧高分辨率模拟及时空特征解析

WRF-LES-chem模式,空气质量模拟,中尺度模拟,大涡模拟

主题3 技术、台站、交叉 > 专题3.12 环境保护与气候变化应对的策略与调控

深入了解高分辨率大涡模拟对NO₂和O₃的模拟机制，对提升O₃污染预报精度和制定精准有效的管控措施具有重要意义. 本研究基于WRF-LES-Chem模型，采用六重嵌套网格d01~d06，水平分辨率由8.1 km逐步细化至33.3 m，对上海地区进行了为期3 d的高分辨率模拟，并结合地面观测数据，评估中尺度与大涡模拟对NO₂和O₃浓度的模拟性能. 结果表明，中尺度与大涡模拟都能成功模拟气象要素随时间的变化，其中风速模拟整体偏大1 m·s^-1以上，以100 m分辨率大涡模拟效果最佳；大涡模拟在气温与气压模拟上优于中尺度，100 m分辨率的气温偏差为-0.007 °C，气压偏差为-0.18 hPa. 污染物模拟方面，中尺度模拟能较好地模拟出NO₂和O₃浓度，而大涡模拟进一步显著提升了模拟精度. NO₂均方根误差从8.1 km分辨率的51.46 µg·m^-3降到100 m分辨率的20.14 µg·m^-3，O₃均方根误差从8.1 km分辨率的84.49 µg·m^-3降到33.3 m分辨率的43.43 µg·m^-3. 这项研究表明，WRF-LES在近地面NO₂和O₃浓度模拟中具有良好的应用潜力.