书首先利用中尺度气象模式MM5V3.7模拟研究了2002年3月发生在我国华北地区的一次强沙尘暴过程,详细分析了沙尘天气发生发展的物理机制;利用东亚地区源排放资料和MICAPS能见度资料,将多尺度空气质量模式CMAQ4.6应用于此次沙尘天气的模拟研究,初步展示了CMAQ4.6 模式对沙尘天气的较好模拟能力;然后,本书选取了目前靠前上广泛采用的风蚀起沙(尘)方案(参数化方案与Shao方案), 将它们应用于东亚沙尘源区的起沙模拟,通过比较分析得出了几种模拟效果和稳定性较好的方案; 基于此,实现了沙尘模式与CMAQ4.6 的耦合,并选取2002 年3 月和2006 年3月的两次沙尘个例对该耦合模式进行了检验。由于数值模拟技术发展迅速, 本书中采用的模式版本在不断更新, 但并不影响研究成果的科学价值。
第1章 绪论1.1 研究背景与意义1.2 沙尘暴观测事实1.3 国内外研究进展1.4 研究内容与结构第2章 Models-3/CMAQ系统简介2.1 中尺度气象模式MM5V3.7 2.2 排放源模式ECIP/SMOKE 2.3 多尺度空气质量模式CMAQ4.6第3章 气象模式对沙尘天气数值模拟的诊断分析3.1 引言3.2 沙尘暴过程概况3.3 MM5数值试验方案3.4 气象模式输出与分析场的对比验证3.5 基于模式输出的动力和热力因子诊断3.6 动量下传机制诊断分析3.7 本章小结第4章 应用Models-3/CMAQ对强沙尘天气的研究初探4.1 引言4.2 沙尘天气及环流形势简介4.3 模式简介及资料来源4.4 Models-3/CMAQ参数设置4.5 计算结果分析第5章 不同起沙方案及其对东亚起沙源模拟的比较分析5.1 引言5.2 风蚀起沙(尘)模式介绍5.3 模式参数与计算流程5.4 结果分析5.5 本章小结第6章 具有风蚀物理学基础的起沙(尘)模式6.1 风蚀物理学基础6.2 起沙(尘)通量计算方案6.3 风蚀起沙主要影响因子的确定6.4 模拟结果分析6.5 本章小结第7章 耦合沙尘模式系统的建立及初步检验7.1 引言7.2 耦合模式系统介绍7.3 资料来源与试验方案设计7.4 模拟结果分析与检验7.5 本章小结第8章 耦合沙尘模式系统的数值模拟检验8.1 引言8.2 2006年3月9—12日强沙尘暴概况8.3 模拟方案8.4 模拟结果分析8.5 本章小结第9章 总结与展望9.1 主要研究工作与结论9.2 研究的创新之处9.3 研究展望参考文献