摘要 复杂下垫面可激发二次环流,从而改变局地边界层热力、动力和物质结构,对区域物质输送和能量交换产生重要影响。本文基于内蒙古西部乌海超级站2022年夏季的高分辨率观测资料,分析复杂地形条件下边界层动力场与热力场结构特征,并重点探讨了低空急流(Low-Level Jet, LLJ)的时空变化及其对污染输送的影响。研究发现2022年7月出现16次LLJ过程,并伴随有明显500 m低空大风、强湍流动能(Turbulent Kinetic Energy, TKE)及逆温特征。结果显示,LLJ主要发生在20:00至次日08:00之间,急流核高度集中于150-550 m,风速集中在9-15 m/s,最大风速可达21.0 m/s。在急流顶部区域,垂直风切变显著增强并伴随TKE升高。逆温层普遍出现在0.1-0.4 km高度范围,并与急流在时间和高度上高度一致。进一步分析典型的LLJ过程发现,人工湖泊乌海湖的热力作用激发湖陆风环流,造成频繁的LLJ过程。LLJ诱发强垂直混合作用造成臭氧夜间二次峰值(浓度>100 μg/m³),加剧臭氧污染。PM₁₀浓度夜间显著升高(个例峰值达134–163 μg/m³),推测与风致扬尘有关。研究揭示了复杂地形区边界层结构演变特征,为复杂下垫面地区大气污染输送与扩散研究提供了重要依据。
关键词:边界层结构;低空急流;复杂下垫面;污染输送;湖陆风环流