切变对流边界层夹卷厚度大涡模拟研究与参数化改进

"有切变对流边界层夹卷厚度参数化的大涡模拟研究* (2010年)，作者：林恒、孙鉴泞、卢伟，发表于《南京大学学报(自然科学)》第46卷第6期，2010年11月，关键词包括夹卷层厚度、大涡模拟、切变对流边界层、正压、斜压" 文章深入探讨了有切变对流边界层中的夹卷过程及其参数化方法。在对流边界层中，夹卷是指较冷或较干的空气从边界层顶部向下混合到对流层的过程，这一过程对大气能量平衡和湍流动力学至关重要。研究通过大涡模拟（LES，Large-Eddy Simulation）技术来重现和分析这一现象，该技术允许模拟大气中的大尺度流动结构，同时用参数化处理小尺度湍流效应。 研究发现，切变湍流在夹卷过程中起着关键作用，它不仅影响边界层的稳定性，还影响夹卷层的厚度。以往的参数化方案可能未能充分考虑切变的影响，导致对夹卷过程的描述不准确。通过对两种现有参数化方案的比较和验证，作者提出了一种改进的方案。新方案能够更好地描述在正压和斜压条件下的夹卷层厚度特征。正压和斜压条件下的夹卷过程具有不同的动力学特性，通过调整参数化方案中的常数，这些差异可以在模型中得以体现，从而提高模拟的精度。 切变对流边界层的研究对于理解天气系统的发展、气候变化以及环境污染物的扩散等具有重要意义。参数化方案的改进有助于提升数值天气预报和气候模型的性能，因为准确地模拟夹卷过程是这些模型中的一个关键环节。通过大涡模拟和对参数化的精细调整，科学家可以更准确地预测大气混合、能量交换和边界层动态，这对于环境科学和气象学领域具有深远的影响。 这篇论文提供了关于切变对流边界层夹卷过程的新见解，提出了一种改进的参数化方案，这将促进大气科学领域的理论发展和技术进步，进一步推动气象预报的精确性和可靠性。