應(yīng)用城市冠層模式與WRF模式耦合研究城市化效應(yīng)的開題報(bào)告

應(yīng)用城市冠層模式與WRF模式耦合研究城市化效應(yīng)的開題報(bào)告一、研究背景和意義隨著城市化進(jìn)程不斷加快，城市化效應(yīng)在大氣環(huán)境、氣候變化、水循環(huán)等方面產(chǎn)生了顯著影響。城市群地區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量問題日益凸顯，尤其是霧霾頻發(fā)、酸雨問題等，這既是空氣污染線源排放，也與城市化擴(kuò)張后形成的城市熱島效應(yīng)、大氣穩(wěn)定度減弱等因素有關(guān)。因此深入了解城市化對大氣環(huán)境影響的機(jī)理與規(guī)律，并創(chuàng)新城市大氣環(huán)境模擬方法，對減輕城市化帶來的環(huán)境壓力及提升城市氣象預(yù)報(bào)能力具有重要意義。城市化效應(yīng)是影響城市化地區(qū)大氣環(huán)境的關(guān)鍵因素之一，城市群的城市化程度與地形、氣象條件等因素相互作用下會共同影響大氣環(huán)境。因此，耦合城市冠層模式與WRF模式對于研究城市化效應(yīng)的影響機(jī)理具有重要意義。二、研究內(nèi)容本文將采用城市冠層模式（UCM）對城市群地區(qū)的城市化影響進(jìn)行分析，進(jìn)而與WRF模式耦合，綜合考慮城市冠層與大氣相互作用的影響，從空氣污染、城市內(nèi)部能量平衡及地面溫度、城市化擴(kuò)張等方面研究城市化效應(yīng)。具體內(nèi)容包括：1.基本原理及方法：介紹城市冠層模式（UCM）與WRF模式耦合的基本原理以及研究方法，包括模擬區(qū)域的選取、物理參數(shù)的設(shè)定等。2.城市熱島效應(yīng)：利用UCM對城市化過程中形成的城市熱島效應(yīng)進(jìn)行模擬并定量分析其影響范圍、持續(xù)時(shí)間以及影響因素等。3.大氣污染：采用WRF-Chem模式，結(jié)合UCM預(yù)測城市群地區(qū)的污染物濃度空間分布及時(shí)變化特征，定量分析城市化對大氣污染的影響。4.氣象條件：利用WRF模式模擬城市群地區(qū)的氣象條件，并與UCM耦合，分析城市化對氣象條件的影響。5.地面溫度：UCM能夠?qū)Τ鞘袩釐u效應(yīng)下的地表能量平衡進(jìn)行模擬，可以預(yù)測不同城市化程度下的地表溫度變化，定量分析城市化對地表溫度的影響。6.城市化擴(kuò)張：基于城市群陸地利用數(shù)據(jù)，利用WRF模式模擬城市化擴(kuò)張對大氣環(huán)境影響的時(shí)空特征，并結(jié)合UCM對其進(jìn)行評估。三、研究意義和創(chuàng)新點(diǎn)1.本文采用UCM與WRF模式耦合的方法，能夠同時(shí)考慮城市冠層與大氣相互作用的影響，更準(zhǔn)確地模擬城市化對大氣環(huán)境的影響機(jī)理。2.通過對城市熱島效應(yīng)、大氣污染、氣象條件、地表溫度及城市化擴(kuò)張等方面的研究，可深入了解城市化對當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境的影響機(jī)理及規(guī)律，為解決城市化帶來的環(huán)境問題提供科學(xué)依據(jù)。3.本文研究方法較為全面和細(xì)致，可以為城市化效應(yīng)評價(jià)及其對大氣環(huán)境的影響預(yù)測提供新思路和研究方法。四、參考文獻(xiàn)1.LiY.,SunJ.,SongJ.,ZhuT.(2016)Influenceofurbancanopymodelsonthesimulationofheatanddowntownozoneislands.InternationalJournalofBiometeorology60(3),363-372.2.GaoH.,GaoJ.,FuJ.S.,LiuY.,ZhangJ.(2013)TheeffectofurbancanopymodelsandboundarylayerschemesonairqualitymodelinginBeijing-Chengduregion.AtmosphericEnvironment80,48-60.3.CuiY.,HeM.,MaoJ.,WangY.,WangH.(2017)Quantifyingtheimpactsofurbanizationonregionalclimatethroughcouplingurbanandregionalatmosphericmodels:AcasestudyovertheBeijing-Tianjin-HebeiregionofChina.AtmosphericEnvironment167,12-27.4.SchatzmannM.,RotachM.,JerminiM.(2017)High-resolutionsimulationsofheatandpollutantdispersioninurbanareas,usingtheLES-UCMandLES-CFDmodels.AppliedEnergy190,858-873.5.LeeM.Y.,ChoiY.H.,RyuY.H.(2015)Numericalstudyontheroleofurbanizationinregulatingprecipitationoverthe