动态 Smagorinsky 闭合对复杂地形夜间低空急流下侧翼结构的影响
编号:881
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更新:2026-04-08 19:50:47 浏览:28次
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摘要
复杂地形夜间低空急流的数值模拟难点,不仅在于再现急流核强度,还在于刻画稳定边界层建立后急流下侧翼的垂直结构;当网格距进入灰区至大涡模拟过渡尺度时,这一表征仍可能对次网格闭合形式高度敏感。本文采用四重嵌套的 WRF v4.3 模式,最内层水平分辨率为111 m,在攀枝花机场周边复杂地形背景下,对比动态 Smagorinsky 模型(DSM)与静态 Smagorinsky 模型(SSM)的模拟表现,并结合连续风廓线雷达观测开展约束分析。结果表明,两者差异主要出现在稳定边界层建立之后,并集中在急流下侧翼。SSM 在低层持续高估风速、较高层相应低估,形成偶极型垂直误差结构。Km/Kh、动量倾向、切变产生项和 SGS 能量传输项的联合诊断表明,SSM 产生了更深厚、选择性更弱的混合调整,导致动量过度向下再分配;DSM 则能随局地层结和切变状态动态响应,更好维持下侧翼曲率和低层切变组织。谱分析和跨案例结果进一步说明,DSM 对下侧翼相关低层结构的模拟优势具有较好可重复性。
关键词
夜间低空急流,稳定边界层,复杂地形,WRF-LES,动态 Smagorinsky,动量再分配,灰区/LES 过渡尺度
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