第三届全国大气边界层交流会会议记录

浅谈边界层微扰动对中尺度强对流的触发作用 - 郭建平

新建了很多观测网，观测数据多

• 边界层湍流和云降水相互影响
• 无三维风/云(温、湿)的观测

有云覆盖边界层热动力

• 缺乏全天候连续的观测廓线(垂直速度、湍流等)

• 需要大气热动力关键参数

• 利用观测数据：协同反演算法、湍流关键参数数据集

• 散度廓线反演三角形算法(散度廓线反演失效难题)

• 对流降水发生前，边界层内湍流增强，低层辐合高层辐散

• 微下击暴流、阵风、湿性湍流预报预警技巧不高

夏季夜间降水

没有重点。

大气边界层湍流理论与探测方法研究进展 - 张宁

大气湍流理论(稳定/台风)

MOST描述强稳定弱湍流过程的局限性

• 随着稳定度增加，摩擦速度与U增加的关系不明显。

• 基于Pancake Vortex湍流模型的解释

MOST描述台风边界层的局限性

• 湍流结构呈现二维特征(垂直相干性小)
• 基于泰勒柱模型的解释

城市冠层湍流机理与应用

• 机械湍流是重要湍流来源，尺度小，强度大
• 湍流结构特征与建筑物尺度强相关
• 基于中尺度-建筑物尺度耦合的精细化风场模拟
• 建筑物形态与城市风环境的统计特征
• 街谷假设在单层冠层模型中的局限性
• 高度差异对冠层大气湍流行为的影响
• 城市冠层参数化方案

大气边界层湍流特征

-5/3标度律

• 相干测风雷达对湍流过程的观测能力
• 对全边界层湍流收支过程的观测

近海台风边界层观测试验及其进展研究 - 汤杰

台风边界层研究现状

• 对登陆台风条件下城市边界层的精细结构、湍流特性的认识存在空白(缺乏有效观测手段)

南海边界层急流对华南沿海边界层冷池的影响机制 - 杜宇

• 冷池的定义
• 冷池前沿触发新的对流
• 观测和模式的偏差很大
• 冷池受低层环境垂直风切变影响
• RKW理论：简化了低层风切(低空急流)

边界层急流对华南沿岸冷池的观测特征的影响

• 冷池的识别：10m温度的降温
• 低空急流的识别：最大风速，最大风速与最小风速差
• 冷池的出现和对流活动密切相关
• 急流影响下冷池强度较弱：
  • 带来暖湿空气，抑制蒸发
  • 强风速和强风切，湍流活动增强，削弱冷池

边界层急流和冷池相互作用对对流发展的影响

CM1模式模拟：西部冷池，东风急流

• 冷池演变为两个头部的两层结构
• 急流轴上下方的气块抬升方式不同
• 触发阶段，急流影响的对流更强
• 成熟阶段，急流影响下出现多对流单体
• 敏感性试验：不同高度和强度的急流与冷池的作用
  • 初始阶段：低的急流上升运动较强，对流较强；弱的急流引起的上升运动较强(负涡度弱，容易抬升)
  • 成熟阶段(1-4h)：低的急流引起的对流最强；强的急流带来更强的对流

LEX：面向灰区湍流与对流模拟的可微分大涡模式及深度学习参数化探索 - 石晓命

• 数值模拟的灰区：部分解析湍流
• 基于新物理理论的湍流和对流参数化
  • 多尺度相互作用
  • 能量逆向传播
  • 网格自适应能力

LEX

• 滤除声波的伪不可压缩方程
• 泛化能力不行，不同的case需要重新训练（微调，甚至是完全训练）

https://doi.org/10.5194/egusphere-2025-2568

小风条件下曳力系数异常增大的机理研究 - 李煜斌

• 数值模式模拟小风或者强风有误差
• 小风情况$C_{DN}$(曳力系数，应该是一个常数)随风速减小增大
• 小风条件下，不满足常值通量层假设
• 大尺度涡旋对$C_D$增加起重要作用

边界层与浅对流统一参数化方案研发进展 - 张旭

• 前期工作：尺度自适应的三维湍流参数化方案
  • 完整的三维TKE预报方程
  • 不包含次网格凝结等湿过程
• 观测驱动的大涡模拟标准试验
• 使用EDMF框架改进，考虑次网格凝结过程，得到统一参数化方案框架
  • 分层考虑：LCL上下两层，用不同的方程分别进行处理
  • 云分数的参数化
• 尺度自适应参数化很多是对$\sigma$进行处理

地球系统模式中海洋边界层暖云微物理性质模拟的物理过程研究 - 汤帅奇

• 气溶胶-云相互作用是气候辐射强迫中模拟不准确的重要因素之一
• 西北大西洋气溶胶来源复杂，海气相互作用强，是研究气溶胶-云-气象相互作用的难点地区
• 一次个例模拟显示，低云的云滴数偏少、粒径偏大
  • CCN模拟偏少，使用观测CCN模拟云滴数依然偏少
  • 湍流模拟偏弱
  • 使用观测的CCN加增强湍流可以模拟更准确的云滴数浓度和尺径

稳定大气边界层的湍流剪切力：李群分析 - 范梦飞

• 湍流剪切力幂次率
• 听不懂

用于城市低空风场模拟的 CFD–CGAN 耦合框架 - 唐佳慧

• 老师没来

南澳岛地形对近地层三维精细风场特征的影响 - 汤胜茗

清晨时段大气边界层与夹卷层特征的观测与分析 - 陈玥萌

基于方差定义的对流边界层湍流特征长度尺度 - 刘梦娟

• 边界层内湍流特征尺度决定了灰区的范围，进一步影响灰区参数化
• 传统的湍流特征尺度定义方式大多在通量接近0时失效
• 次网格通量的标准差在灰区区域中心出现峰值
• 最大方差长度

大气边界层湍流耗散率参数化方案的改进 - 吕燕敏

• 湍流耗散率决定湍流的能谱特征
• 多种参数化方案依赖经验公式$\varepsilon = \frac{e^{3/2}}{C_{\varepsilon} L_{\varepsilon}}$，存在系统性偏差
• 滤除组织化对流，得到自相似耗散尺度
• 引入稳定度相关函数，引入垂直风切相关函数

基于大涡模拟改进台风边界层过程参数化方法 - 李同新

基于铁塔梯度观测的强风边界层研究 - 李磊

• 分形维数，十字交叉映射，EEMD
• 台风
  • 风速演化平稳
  • 对数风廓线/幂指数风廓线拟合好
  • 不同高度湍流能谱结构比较一致
  • 台风能量从上向下传递
• 飑线
  • 风速演化剧烈
  • 对数风廓线/幂指数风廓线拟合差
  • 不同高度湍流能谱结构存在差异
  • 能量从下向上传递

常规中性大气边界层中的斜压负切变风廓线理论研究 - 周博闻

• 热力因子（常规中性）和动力因子（斜压负切变）
• 假设一：梯度扩散（方程闭合）
• 假设二：参数化K
• 绕过假设二直接推导风廓线
• FastEddy
• 边界层中部（0.3-0.7）风切具备线性特征
• 中性边界层整体风切由边界层高度（与近地对数层厚度的比值）决定
• 方程组加入线性风切
• 假设中性条件下，动量通量遵循梯度扩散，带入垂直动量通量模型

大气边界层弱湍流和湍流间歇性机理和应用研究 - 任燕

• 湍流间歇性：时间和空间上时有时无
• 湍流间歇性的触发机制
• 湍流间歇性爆发期能量闭合率接近1，静止期闭合率低

高分辨率模拟下台风“天鸽”登陆过程中边界层湍流结构及其通量传输演变机制 - 周平

• 对登陆阶段的热带气旋边界层湍流结构研究较少
• 没重点

“WPL订正”的本质： $\overline{w}$订正 - 王瀚枢

• 涡动相关

大气湍流对基于机器学习风速预报的影响 - 刘磊

• 湍流与风速的因果关系，一般比平均场强

稳定边界层通量-梯度关系理论研究 - 邵鑫

• MO相似理论在中等到强稳定边界层效果较差
• Ozmidov尺度湍流最大各向同性尺度
  • 基于唯像模型/经验拟合
• 湍流主导涡旋尺度不等于Ozmidov湍流尺度
• 李群对称解

均匀平坦地形上不同能谱类别下的相似性关系修正与次中尺度运动参数化 - 康沛萱

• 保留次中尺度运动，并对其进行参数化
• 大尺度间歇最普遍