气象学报  2020, Vol. 78 Issue (3): 477-499   PDF    
http://dx.doi.org/10.11676/qxxb2020.025
中国气象学会主办。
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苗世光, 蒋维楣, 梁萍, 刘红年, 王雪梅, 谈建国, 张宁, 李炬, 杜吴鹏, 裴琳. 2020.
MIAO Shiguang, JIANG Weimei, LIANG Ping, LIU Hongnian, WANG Xuemei, TAN Jianguo, ZHANG Ning, LI Ju, DU Wupeng, PEI Lin. 2020.
城市气象研究进展
Advances in urban meteorology in China
气象学报, 78(3): 477-499.
Acta Meteorologica Sinica, 78(3): 477-499.
http://dx.doi.org/10.11676/qxxb2020.025

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2019-09-20 收稿
2019-12-31 改回
城市气象研究进展
苗世光1 , 蒋维楣2 , 梁萍3 , 刘红年2 , 王雪梅4 , 谈建国3 , 张宁2 , 李炬1 , 杜吴鹏5 , 裴琳1     
1. 北京城市气象研究院,北京,100089;
2. 南京大学大气科学学院,南京,210032;
3. 上海市气候中心,中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室,上海,200030;
4. 粤港澳环境质量协同创新联合实验室,暨南大学环境与气候研究院,广州,510632;
5. 北京市气候中心,北京,100089
摘要: 中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。
关键词: 城市化    城市天气    城市气候    综合观测网    外场观测试验    多尺度数值模式    大气环境    
Advances in urban meteorology in China
MIAO Shiguang1 , JIANG Weimei2 , LIANG Ping3 , LIU Hongnian2 , WANG Xuemei4 , TAN Jianguo3 , ZHANG Ning2 , LI Ju1 , DU Wupeng5 , PEI Lin1     
1. Institute of Urban Meteorology,CMA,Beijing 100089,China;
2. School of Atmospheric Sciences,Nanjing University,Nanjing 210032,China;
3. Shanghai Climate Center,Key Laboratory of Cities' Mitigation and Adaptation to Climate Change in Shanghai,CMA,Shanghai 200030,China;
4. Guangdong-Hongkong-Macau Joint Laboratory of Collaborative Innovation for Environmental Quality,Institute for Environmental and Climate Research,Jinan University,Guangzhou 510632,China;
5. Beijing Climate Center,Beijing 100089,China
Abstract: Over the past decades, a large number of studies have been carried out in the field of urban meteorology in China, and many fruitful results have been obtained. This paper discusses the main research progresses of urban meteorology from four aspects: urban meteorological observation network and field campaign, multi-scale model of urban meteorology, interaction between urban meteorology and atmospheric environment, and the impacts of urbanization on weather and climate. Major advances include: (1) comprehensive urban meteorological observation networks with the characteristics of multi-platform, multi-variable, multi-scale, multi-link and multi-function have been established or are being improved in China's major cities, (2) urban meteorological field campaigns included in the WMO research demonstration project have been carried out in Beijing, Nanjing, Shanghai and other cities, (3) wind tunnel experiments and scale-model outdoor experiments have been successfully carried out, (4) a multi-scale urban meteorological and air quality prediction numerical model system has been established and applied to the operation, (5) great progresses have been made in the research fields of urban heat island effect, urban impacts on precipitation, urban meteorology and urban planning, urbanization impacts on regional climate and air quality, and interaction between urban meteorology and atmospheric environment. Finally, in order to provide scientific and technological supports for China's urbanization, construction of ecological civilization, disaster prevention and mitigation, and response to climate change, it is pointed out that the future scientific research and application should focus on: new observation technologies and data assimilation, urban system model, the impact mechanisms of urbanization on weather and climate, the impacts of urbanization on atmospheric environment and human health, and integrated urban hydrometeorological climate and environmental services, etc.
Key words: Urbanization    Urban weather    Urban climate    Comprehensive observation network    Field campaign    Multi-scale numerical model    Atmospheric environment    
1 引 言

城市气象作为大气科学的一个新的分支学科,在中国发展大致起步于20世纪70、80年代。城市气象研究缘于城市建设改变了城区下垫面及其支配影响的城市气象环境;再则城市化的加剧,又进一步改变并加强了该支配影响,即进一步支配改变城市气象环境条件,包括天气、气候和大气环境的变化。

城市气象观测试验和基础理论研究极大地推动并进一步促进了城市气象研究与应用的发展。20世纪80年代《城市气候学导论》(周淑贞等,1985)一书首先总结提出并阐述了包括城市热岛、干岛、湿岛、雨岛和混浊岛等城市气候效应。同期在北京、天津、重庆、南京、苏州、兰州、杭州等大城市开展城市热岛研究。90年代末,随着中国城市化进程加快,城市气象观测网络加速构建,城市和城市群域现场观测试验研究的开展为城市气象研究提供了更多观测资料并为进一步的基础理论和应用研究提供了有力支撑。如中国首个超大城市气象综合观测试验:北京BECAPEX试验(2001—2003)(徐祥德等,20042010),北京BUBLEX试验(2004—2005)(李炬等,20082014),城市对降水和雾-霾影响科学试验SURF(2015—2017)(Liang,et al,2018)等。

2004年中国国家自然科学基金重点项目“城市边界层三维结构研究”,从城市边界层观测与分析着手,开展城市边界层结构数值模拟与分析的基础研究,首次在城市多尺度模拟中引入城市边界层三维结构特性及其参数分布,取得了对城市热岛、人为热和人为水汽及可分辨建筑物的形态学特征对城市陆面过程和城市冠层(含建筑物和植被等)及其参数化的引入等技术,实施计算流体力学、大涡模拟等多种新的湍流闭合技术,并引入空气质量模拟的应用领域(刘红年等,2008蒋维楣等,2009)。项目研究成果被国际同行所关注和认可(Souch,et al,2006)。

2008年国家科技支撑计划项目“京津冀城市群高影响天气预报中的关键技术研究”,以城市群复杂下垫面对天气系统的影响为研究重点,开展了观测和数值天气预报模式研究(李炬等,2014苗世光等,2014b)。刘树华等(20092013)系统开展了城市复杂下垫面与大气边界层相互作用耦合模式研究、京津冀地区大气边界层和大气环流特征研究。2010年973项目“我国东部沿海城市带的气候效应及对策效应”,深入研究了城市群的直接天气气候效应、城市群作为中国高污染地区所形成的较大范围空气污染及其天气气候效应、以及大范围城市化对东亚季风的影响(Wu,et al,2013Ding,et al,2013Wan,et al,2014)。2017年国家重点研发计划项目“陆地边界层大气污染垂直探测技术”,围绕大气边界层中关键气象要素和主要污染物的地基、塔基、艇基和飞机观测等新技术,以及多元数据融合归一标准化平台等开展研究。中国东北(李丽光等,2012)、西北(刘宇等,2003王腾蛟等,2013)、川渝(王咏薇等,2013)等地区亦相继开展了城市气象研究工作。

大气环境预报方面,王自发等(2006)研制完成的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS)作为一个区域多尺度空气质量数值模式,已投入广泛的业务应用。中国气象局建立了国家级雾-霾数值预报系统(CUACE)(Gong,et al,2008)和订正模型(吕梦瑶等,2018),取得了良好效果。南京大学建立了研究型的城市尺度空气质量预报模式(NJU-CAQPS),具有多尺度、引入城市陆面参数化方案和细网格、高分辨率等特点,模拟结果在南京大学大气环境风洞中进行对比检验,取得了良好结果(刘红年等,2009)。

城市气象研究及其应用近一二十年来有着长足进展。在城市规划的研究与应用领域,北京市气象局和南京大学等多家单位联合开展了气象环境综合评估体系在城市规划建设中的应用研究(汪光焘等,2005)。近年来,城市环境气候图作为一种可持续发展和规划的重要信息系统工具,在中国北京、香港、西安和高雄等地,取得了很多实际应用成果(任超等,2012)。

Lee等(2015)指出,城市群大气边界层研究是边界层气象学研究的5个优先领域之一。近年来,城市化对区域气候及空气质量的影响成为一个新的研究热点,Wang等(2017)给出了清晰的分析思路和论证,是个很有意义的新观点。

以上概要地说明了中国近几十年在城市气象研究这一新领域获得的多方面成果。城市气象研究还为多方面的重要应用提供服务,推进有新意的科学技术活动,开展国际合作和学术交流,开创城市气象深入、全面研究的新局面。

2 中国的城市气象观测网与观测试验研究 2.1 城市气象观测网

为了满足城市气象科研、预报、预测业务和服务的需要,各城市均建立了城市气象综合观测网。这类观测网通常包含覆盖城市地区的中尺度天气监测以及边界层气象特征条件的监测。如,针对城市能量平衡、城市热通量、城市热岛观测的试验网。中国的城市气象观测网以京津冀、长江三角洲(简称长三角)和珠江三角洲(简称珠三角)3大城市群的城市气象综合观测网最为发达和成熟。这些观测网除了为科学研究服务外,也为城市气象预报或相关部门决策提供观测数据。

在京津冀协同发展的国家战略背景下,京津冀城市群地区以提升该地区强降水、灰霾等高影响天气的观测、预报和服务能力为核心目标,形成了为城市安全运行、精细化管理和防灾、减灾服务的城市气象综合观测网。以北京为例,以城市安全快速发展、防灾、减灾应急处置和重大活动气象服务保障需求为牵引,建立了超大城市气象保障和服务监测网,地基和空基相结合,门类齐全,布局合理的热力学、动力学和大气物理学、大气化学观测,以及城市气象与城市边界层结构观测系统(Liang,et al,2018)。

在长三角城市群地区形成了以生态与农业气象、海洋气象、交通气象、城市环境气象、气候资源、干旱监测、雷电监测、水文气象等专业观测网组成的城市气象和环境气象观测网络体系。如上海构建了针对特大城市的地基和空基观测相结合的综合气象观测系统(图1);苏州结合城市发展需求,针对城市热岛效应研究,专门设置了城市热岛监测网;杭州则针对大气污染问题,专门构建了监测项目齐备的杭州市大气复合污染综合监测系统;南京则以大城市精细化预报服务中的交通气象预报服务为牵引,专门构建了全市交通能见度监测网。

图 1  上海城市气象综合观测网 (SUIMON) 观测站点分布 (Tan,et al,2015 Fig. 1  Location of Shanghai in China and observation sites within SUIMON (Tan,et al,2015

珠三角城市群建立了由稠密的地面自动站网、多种地基遥感设备(如天气雷达、多普勒声雷达、风廓线雷达等)、城市大气成分监测站网、GPS/MET水汽监测网等组成的城市气象综合观测网。以深圳市为例,从1994年至今已形成较为完善的气象灾害监测和气候监测体系(毛夏等,2013)。

此外,气象观测高塔为城市气象研究提供了极好的观测平台,如,北京325 m塔(胡非等,19992005苗世光等,20122014b)、天津225 m塔(黄鹤等,2011)和深圳356 m塔(Li,et al,2020),均在城市边界层物理与大气环境研究方面发挥了重要的基础性作用。

近期,依托国家重点研发计划,在北京、上海和广州3个特大城市原有业务观测网基础上建成了以地基遥感为核心的大气温度、湿度、风场、水凝物(云和降水)和气溶胶垂直廓线立体观测的超大城市观测网(王志诚等,2018)。

目前,各城市所建立的观测网络基本上具有Tan等(2015)所给出的如下特点,或正在向该方向发展:(1)多平台:包括了地面气象观测(自动气象站等)、雷达气象观测(天气雷达)、城市边界层观测(风廓线雷达、铁塔气象站等)、环境气象观测(大气成分站等)、移动气象观测(应急监测车)等多个观测平台。(2)多变量:观测变量涵盖了热力学、动力学、大气化学、生物气象学、生态学等领域的要素。(3)多尺度:通过上述多种平台的观测,兼顾天气尺度、中尺度、城市尺度、街区尺度、建筑物尺度等。(4)多重链接:上述多种观测平台通过自动遥感、地基遥感、卫星遥感、在线观测和采样等手段获得观测资料,观测平台之间相互链接,最终形成综合观测网络。(5)多功能:除在精细化预报中发挥重要作用外,同时也满足开展高影响天气及城市边界层相关科学研究的需求,又可满足城市安全和环境、健康等多种用户的需求。

2.2 城市气象外场观测试验研究

对城市气象条件和大气过程的观测试验研究是提高对城市天气、气候和大气环境认识的基础。自20世纪70、80年代开始,中、外陆续开展城市气象观测试验研究项目。20世纪末至21世纪初,国际上相继出现了一系列围绕城市地区的边界层气象、天气、气候、空气污染等诸多研究课题的大型外场观测试验(Grimmond,2006),其中城市边界层气象和城市空气污染课题是两个重要的热门研究内容。同期中国比较有代表性的试验如北京BECAPEX(徐祥德等,20042010)、北京BUBLEX(李炬等,20082014)、南京为开展典型城市三维边界层结构研究进行的城市边界层观测(刘红年等,2008)。其中,BECAPEX实验为中国首个在超大城市开展的大规模城市气象综合观测试验。在北京实施了大气边界层动力、热力学和大气化学综合观测试验,获取了北京城市大气动力学和大气化学三维结构图像,研究发现,城市区域呈非均匀次生尺度热岛分布,并伴随着城市次生尺度环流,影响了局地空气污染物分布特征。北京城市空气污染与周边区域影响源存在密切关系,影响了城市群落环境气候特征,导致该区域日照、雾日、低云量和能见度呈显著年代际变化趋势。

2004年南京大学在国家自然科学基金资助的城市现场观测试验中,在南京闹市区安置激光气象雷达,先后进行了每次长达10 d的城市边界层结构探测和专门的城市混合层、对流夹卷区以及云反馈等功能的专门探测研究,开展了城市边界层参数化模式和城市混合发展机制的观测试验研究(毛敏娟等,2006Mao,et al,2009),得到了中外同行的认可。

近十年来,全球气候变暖背景下极端天气事件频发,城市的高影响天气问题愈发引人关注。这时期的城市气象观测试验更多地关注城市高影响天气机理研究及其减缓对策(Baklanov,et al,2018),关注城市效应对天气气候影响、城市气溶胶与天气气候的相互反馈作用,观测范围从以往的单个城市扩大到多个城市(城市群、都市圈)。2015—2017年在中国京津冀城市群地区开展的城市对降水和雾-霾影响科学试验(SURF)(Liang,et al,2018)联合美、英等国高校和科研机构的研究力量,针对京津冀城市群地区的强降水和霾开展了外场观测(图2)。基于观测试验,加深了对城市近地层湍流特征、京津冀复杂下垫面地气交换过程和边界层三维结构的认识,提出了城市对降水影响的机理、类型和数值模拟的不确定性,揭示了京津冀城市群局地环流等气象条件对霾的影响,研究并改进了高分辨率精细化预报系统睿图模式,提升了对城市降水和霾的预报水平。相关地区的观测试验项目(上海、北京等地)还被世界气象组织列入到城市气象与环境研究(GURME)示范项目(http://mce2.org/wmogurme/)。

图 2  城市对降水和雾-霾影响科学试验观测布局 (a. 京津冀,b. (a)中方框放大;粉色代表城市区域,红五角星代表天安门,黑点代表边界层高度测量仪器安装地点,虚线代表飞机飞行轨迹,紫色实线代表激光雷达移动路线,从中国科学院大气物理研究所开始到北京城市气象研究院结束,蓝色环线为北京2—6环)(Liang,et al,2018 Fig. 2  Observation networks of the SURF project for (a) full and (b) Beijing zoom-in (area of black box in(a))(urban areas (pink),Tiananmen Square (red star),PBL instrument sites (dots), flight tracks (dashes),mobile lidar route (purple),which starts from IAP and ends at IUM, and Beijing ring roads 2 to 6 (light blue circles))(Liang,et al,2018
2.3 大气环境风洞实验研究

与外场观测试验相比,风洞实验具有条件易于控制、测量方便、成本低等优势。中国首次在大气环境风洞中运用了流体物理模拟手段,如南京大学大气环境风洞(蒋维楣等,1991蒋维楣,1994)进行了城市气象和城市环境应用研究的物理模拟试验,取得了良好效果(蒋维楣等,19982003欧阳琰等,2003)。上海浦东新区开发初期,在南京大学大气环境风洞中专门做了上海浦东新区陆家嘴地区27幢新建高楼(图3a)以及浦江两岸隧道(图3b)废气排放塔废气排放模拟实验。同时北京城市规划建设与气象条件及大气污染关系研究课题组还在南京大学大气环境风洞中,以北京方古园小区为模型对象(图3cd),做了环境风洞实验,于1999年前后多次进行了小区气流分布、小区污染物浓度扩散、建筑物周边气流和污染物浓度分布等测量。并与数值模式模拟结果进行了比较检验,发挥了此种物理模拟的独特优势,测量与实验结果相当一致。表明风洞实验既能真实再现城市街渠及建筑物的存在对气流和污染物扩散的一般规律,又显现了不同气流条件与地面排放源污染物扩散分布的影响,还揭示了个体建筑物及其周边区域形成的气流特征和污染物散布的特征与规律。以上这些科技手段的运用,展现了中国随着计算机和电子讯息技术的飞速发展,在城市气象研究领域的新技术运用开始取得了长足进展。

图 3  南京大学大气环境风洞实验 (a. 上海浦东新区陆家咀高层建筑气流分布风洞实验内景,b. 上海浦东新区陆家咀过江隧道废气排放塔风洞实验内景,c. 北京方古园小区风洞实验内景,d. 北京方古园小区风洞实验烟气) Fig. 3  Photos of experiments of the atmospheric environment wind tunnel in Nanjing University (a. wind distribution in high-rise buildings in Lujiazui,Pudong,Shanghai,b. waste gas discharge tower of cross-river tunnel,c. Fangguyuan block,Beijing,d. smoke image for Fangguyuan block,Beijing)
2.4 城市气象缩尺度外场实验研究

城市气象缩尺度外场实验是开展城市冠层通风、城市热岛机理、城市陆-气耦合过程的较好实验模拟方法。中山大学杭建研究组设计了建筑热参数可控性好、热惯性足够大、能达到真实城区需要的热力学相似要求的理想城区模型(图4),于2016—2017年在广州郊区进行城市气候缩尺度外场实验(SOMUCH)。实验场地面积为4800 m2,远离周边建筑,具有不透水地面。两个理想街谷模型由约2000个水泥建筑模型组成,每个建筑模型高1.2 m、宽0.5 m、壁面厚1.5 cm (图4a)。水泥建筑实验模型内部中空,易于移动位置以改变高宽比和建筑密度等参数。两组模型,一个为中空热容较小,一个内部装满沙子以增大建筑热容。

图 4  城市气候缩尺度外场实验结果 (a. 实验场地概况及3种二维街谷高宽比,b. 三维城区风热环境与能量平衡观测示意(b1)及实景(b2))(Wang,et al,2018 Fig. 4  Results from the SOMUCH project (a. experiment site and schematic diagram of three types of two-dimensional street canyon with different height-to-width ratios,b. three dimensional urban observation diagram (b1)and real picture (b2))(Wang, et al,2018

通过外场实验研究了典型非稳态真实气象条件下建筑热容、街道高宽比等对二维街谷湍流和温度时、空特征的影响(图4a)。二维街谷温度日循环特征研究(Chen,et al,2018)发现:(1)相对于宽街谷(H/W=1)而言,窄街谷(H/W=3)天空视角因子更小、遮阴效果更好、白天获得太阳辐射更少,因此窄街谷侧壁温度白天都较低;夜间宽街谷侧壁对流通风效果更好、长波辐射散热能力更强,因此宽街谷侧壁降温会更快。(2)装沙的建筑模型热容更大,白天储热更多,因此升温和中空模型相比较慢;但夜晚装沙模型因白天存储的热量更多,因此温度更高。此外,还开展了三维城区能量平衡等方面的观测实验研究,图4b为高楼密集城区模型研究(Wang,et al,2018)。

3 城市气象多尺度模式的研究 3.1 城市气象数值模拟的多尺度特征

城市下垫面与其上的大气边界层存在着复杂的交换过程,这种过程可以发生在建筑物墙壁的尺度(几米)上,也可以在整个城市尺度(几十千米)上,同时所对应的现象也可以从城市街谷的湍流涡旋到整个城市导致的热岛环流或城市烟羽(Oke,et al,2017),它们的时间尺度也可以从几分钟到数小时。城市影响的这种多尺度特点,对城市气象中的观测、模拟和应用方案设计都至关重要。因此根据城市观测和数值模拟的需要一般把城市边界层的过程在垂直方向上进一步细分为城市全边界层过程、城市近地层过程和城市冠层过程等,它们所对应的水平尺度则为城市天气气候尺度(即中尺度以上),城市局地(边界层)尺度和城市微尺度。同时随着城市气象服务、科学研究的精细化和需求的多样化,除了传统的天气气候预报预测外,在城市规划、城市大气环境治理、城市建筑设计和城市风安全等领域也对城市气象的多尺度数值模拟有大量的研究和服务需求。因此,需要针对不同尺度的问题和需求发展不同的数值模拟工具(蒋维楣等,2010)。

根据城市气象问题的特点,按照水平的空间尺度划分,主要包括中尺度、城市尺度、小区尺度和建筑物尺度(Fang,et al,2004)。其中,中尺度和城市尺度主要面向城市的天气气候效应和城市影响下的城市热岛环流等过程的模拟,关注的是城市下垫面过程对其上大气过程的影响以及在整个地球系统中的作用。小区尺度和建筑物尺度则更加关心在城市街谷、建筑等城市粗糙元尺度上精细的动力、热力过程的影响。对于中尺度和城市尺度以及更大尺度的天气、气候模型,它们的水平网格距一般在一千米到几十千米;而小区尺度和建筑物尺度模型的水平网格距则多为10 m以下。城市建筑物这种组成城市下垫面的主要粗糙元的水平尺度则多在十几米到几十米的范围,因此在这两类数值模式中对城市建筑物影响的处理截然不同。在中尺度和城市尺度模式中侧重于表述城市下垫面的整体作用以及它在城市边界层和更大尺度过程上的影响,更侧重于对大量建筑物进行统计态的描述;小区尺度和建筑物尺度上则更侧重于建筑物个体几何特征。基于这一特征,蒋维楣等(2009)指出城市多尺度数值模式可以根据典型建筑物水平尺寸与各个数值模式水平网格距的关系划分为2类:(1)隐式处理建筑物影响(即建筑物整体作用的参数化),主要用于中尺度和城市尺度的模拟,目前主要通过城市陆面过程中的城市冠层模式来实现;(2)显式处理建筑物影响,在网格划分中体现建筑物的形态结构细节,对建筑物个体的体征进行具体描述,主要应用于小区尺度和建筑物尺度模式(张宁等,2002)。图5为第3代多尺度城市边界层数值模式系统。

图 5  第3代多尺度城市边界层数值模式系统 (蒋维楣等,2009 Fig. 5  The third generation multi-scale urban boundary layer numerical model system (Jiang,et al,2009
3.2 城市冠层模式的发展

城市冠层(UCL)是指城市建筑物顶以下的城市近地层部分(Oke,et al,2017),在该层次中城市建筑物对长、短波辐射的传输、平均风场和湍流运动等动力、热力过程有着直接的影响;同时这一区域内人类活动活跃,有强烈的水、热和污染物排放。传统的数值模式对于城市效应的处理仅通过改变下垫面动力、热力特征参数来体现。大量的观测研究(胡非等,19992005贺千山等,2006苗世光等,2012Peng,et al,2014)表明,城市冠层内建筑物三维表面的能量平衡过程及由此诱发的对近地层大气的通量交换过程与平坦下垫面显著不同,需对其进行特殊考虑。

在中尺度和城市尺度的数值模式中,主要通过城市冠层模式来表述城市陆面过程与上层大气之间动力、热力和辐射的相互作用(Chen,et al,2011)。中国的研究者也在同一时间认识到城市冠层模式的重要性。何晓凤等(2009)基于TEB方案的原理建立了南京大学单层城市冠层模式,在模式中基于城市街谷基本假设,对城市建筑物辐射过程的影响进行了详细描述,并耦合到南京大学城市多尺度数值模拟系统中。