文摘

我们取代过时的天气研究和土地使用Forecasting-Chemistry (WRF-Chem)模型精炼数据集,2009年全球土地覆盖(GLC2009)数据集,探讨土地利用变化的影响在珠江三角洲地区大气环境(PRD)地区。模拟两个月(1月和7月)显示,2014年土地利用变化平均每月2 m的温度增加了0.24°C和0.27°C在1月和7月,分别。相对湿度在1月和7月下降了2.02%和2.23%,分别。由于地面粗糙度的增加,在1月和7月的月平均风速下降了0.19 m / s, 0.16 m / s。行星边界层高度增加了一整天在夜间和较大的相对增加。这些微妙的变化引起土地利用导致明显的污染物浓度的变化。每月平均表面O3浓度增加了0.93µg / m3和1.61µg / m3在1月和7月,而点2。5浓度下降了1.58µg / m3和3.76µg / m3,污染物浓度的变化是在夜间更明显。总的来说,土地利用变化对大气环境的影响是很明显的在整个珠三角地区,特别是在城市化地区。

1。介绍

土地利用类型的变化显著影响底层表面的动态和热性能,如表面防水性,粗糙度长度,反照率和热通量。这些反过来影响的能量和动量交换过程和物质atmosphere-surface系统,从而影响大气环境(1- - - - - -8]。

珠江三角洲(PRD)经历了非凡的经济发展和快速城市化地区自1980年代(9),取代了大量的绿地城市建设网站。土地利用类型的变化对珠三角地区由于城市化及其对大气环境的影响吸引了越来越多的关注。先前的研究的一部分,有关土地利用变化对区域气候的贡献,如城市热岛效应,城市干岛,和降水。林等。10)模拟土地利用变化对气候的影响元素在干燥的秋天在珠三角地区。结果表明,城市扩张引起的明显的差异在模拟shelter-level温度、湿度、表面通量,行星边界层的高度。程和陈11)模拟的影响,珠三角地区的城市化对季节性降水自1980年代以来,发现夏季降雨量的增加主要是由于强烈的城市热岛热岛效应,提高对流循环在城市地区。另外,冬季降水的减少是由于干燥的北方的风和大气稳定增加。另一部分研究有关土地使用改变空气质量的贡献,特别是对臭氧浓度。李等人。12)报道,在珠江三角洲热岛效应增强湍流混合和修改当地发行量,启动热岛环流和加强海风,进而导致白天可以减少O3浓度和增加O3在夜间活动的高峰。王等人。13)提出了两个场景与城市地图从天气研究和Forecasting-Chemistry (WRF-Chem)模型来表示城市分布在珠江三角洲在1990年代和2000年代早期。长达一个月的仿真结果表明,在珠江三角洲城市化导致的体积分数降低xVOC和O的增加3也没有3。二次有机气溶胶增加佛山、中山和广州西但在深圳和东莞下降。上述研究表明,土地利用变化由于城市化可以带来重大影响的气象条件和珠江三角洲地区的空气质量。这些研究主要关注短期模拟,而土地利用变化的不同的影响在冬天和夏天没有量化。此外,以往的研究主要应用WRF默认的土地利用数据,美国地质调查局(USGS)和中分辨率成像光谱仪(MODIS),代表城市土地利用类型的分布在1990年代和2000年代12- - - - - -15),但在珠三角地区的土地利用类型与快速城市化正在改变。摘要2009年全球土地覆盖的精致的表面性质(GLC2009)数据集被用来提供土地覆盖状况在2010年代,哪个更符合当前珠三角地区下垫面情况(16,2000年全球土地覆盖数据集(GLC2000)被选为2000年代的土地覆盖状况。为期两个月的模拟2014年(1月和7月)与两个不同的土地利用情况进行了WRF-Chem模型,系统地研究土地利用变化的影响在珠江三角洲地区大气环境的季节性变化。本文包括四个部分,剩下的是(2)的数据和方法,(3)结果与讨论,(4)的结论。

2。数据和方法

2.1。WRF-Chem配置

WRF-Chem区域大气dynamical-chemical模型由美国国家大气研究中心的联合开发,美国太平洋西北国家实验室和美国国家海洋和大气管理局(17]。这个模型包括干沉积机理、气相化学机理、光分解方案,气溶胶机制,和其他化学过程。这个数值模型系统是完全耦合的“在线”,其化学和气象的子使用相同的水平和垂直坐标和相同的物理参数,以及化学和气象过程之间的反馈可以包括在内。因此,该模型可以真正和同步描述大气物理和化学过程。WRF-Chem模型已广泛应用于区域空气质量数值模拟(18- - - - - -20.]。

WRF-Chem 3.5版本被用于这项研究。定义的域如图1集中在23°N和113°E,并包含整个珠三角地区的网格分辨率3公里。水平网格数字是181×160和24σ水平50 hPa在垂直方向。物理参数化方案包含普渡林微观物理学计划(21),快速辐射传输模型(RRTM)长波辐射(22],戈达德短波方案[23)、延世大学(YSU)边界层方案(24),和诺亚地表模型(25]。自模拟决议在本研究中已经达到了一个规模足以区分云,积云对流参数化过程是不习惯。气相化学模块CBM-Z [26]和气溶胶模块马赛克使用4截面气溶胶垃圾箱(27]。初始和边界条件从1度分辨率插值全球再分析数据从美国国家环境预测中心(NCEP)。人为排放的排放清单是基于珠三角地区在2012年由华南理工大学的郑教授(28]。生物碳排放计算模型的在线气体和气溶胶的排放来自大自然(梅根)[29日]。


图1
WRF-Chem域设置和观测站点的位置。广州:广州,FS:佛山、深圳:深圳、DG: z:中山、东莞ZQ:肇庆,赫兹:惠州,ZH型:珠海、和JM:江门。
2.2。土地利用数据集

为了更好地理解土地利用变化的影响在珠江三角洲地区大气环境,采用两对珠江三角洲地区土地利用数据集。GLC2000土地覆盖图来自一个自动和区域调整分类日常植被车载传感器获得的数据点的4 2000年1公里的空间分辨率30.),代表了土地覆盖状况在2000年代(称为GLC2000以后)。GLC2009土地覆盖图来源于数据的获得是通过完整的中等分辨率成像光谱仪分辨率(梅里FR)传感器上的环境卫星与空间分辨率为300(2009年31日),代表了土地覆盖状况在2010年代(称为GLC2009以后)。这两个数据集是由欧洲航天局(ESA),是由同一个GlobCover系统处理,遵循了同样的分类模块。他们包含22个土地覆盖类土地覆盖分类系统(lcc)后,它根据一系列preidentified描述土地覆盖分类和属性,以分层的方式组织(32),和GLC2009 GLC2000数据集映射到美国地质调查局分类,可以直接由WRF-Chem调用。

图2显示的分布主要在珠江三角洲地区土地覆盖类型GLC2000 GLC2009。很明显,珠江三角洲地区经历了一次重大的土地利用变化从2000年代到2010年代。详细比较强调GLC2009之间的差异和GLC2000;主要的土地利用类型转换从灌溉农田到城市土地,特别是在中部地区沿着珠江河口。城市地区增长了257%,以牺牲灌溉农田(减少了96%),还有4356公里2在仿真领域从其他土地利用类型改变城市土地。土地的另一个显著的区别这两个数据集是旱地农田的大增长在FS和广州,连同删除激怒了农田。指出,有大面积的常绿森林needleleaf GLC2000取代了常绿阔叶林在GLC2009 PRD的邻近地区。明显变化的主要原因是数据集的分类精度有限,粗造成的空间分辨率。t和GLC2009 GLC2000的空间分辨率是1公里和300 m,分别。根据实地调查的结果,在珠江三角洲地区植被的分布提出了一种混合状态,如needleleaf森林混合阔叶森林和农田和草地。混合林地结合needleleaf和阔叶林地的特点,及其多瞬时归一化植被指数(NDVI)分布特征是中间的needleleaf和阔叶林地。复杂的景观是空间分辨率能力之外的远程传感器。因此,很难使用粗糙的分辨率卫星数据准确区分needleleaf和阔叶森林。之前验证经验表明,农田的精度,水,和城市土地富含GLC2000 GLC2009,而混合林地和灌丛带(分类错误是更有可能33- - - - - -35]。因此,我们把主要精力集中于城市土地的变化在这个研究。陈(36)指出,物理参数直接影响不同土地利用类型在诺亚LSM表面计划。根据VEGPARM。台WRF-Chem运行目录中的文件,物理参数之间的差异不同类型的植被是小相比,灌溉农田,城市土地之间的区别。因此,植被区域变化的影响是微不足道的城市变化,主要对气象要素的影响和空气污染物从土地利用变化是由城市扩张。

(一)
(一)
(b)
(b)
图2
景观分布在珠江三角洲地区不同的土地覆盖数据集:(一)GLC2000数据集;(b) GLC2009数据集。

两个模拟测试是定于2014年1月和7月分别在这项研究中。仿真时间0000年1月从UTC时间2013年12月30到0000 UTC 01 2014年2月,和仿真时间0000年7月从UTC时间6月29日0000 UTC 01 2014年8月,与前两天被认为是向上的。GLC2000案例和GLC2009 2014年1月和7月的情况下采用相同的物理和化学计划和排放清单;唯一的区别是土地利用数据集。

2.3。观察描述和模型评估
2.3.1。2014年1月和7月的天气条件

广东省2014年1月,平均气温14°C, 0.6°C高于同期正常的年。平均降水量只有1毫米,正常年相比下降了98%。本月两次受到冷空气的影响,从1月4日到1月6日,从1月12日到1月22日。冷空气之间的间歇期间,由于南风气流温度上升。广东的(准)均匀压力场与平静或弱风,大气稳定,高、低的边界层。这是不利于污染物扩散,并在大部分地区存在明显的阴霾。广东省7月,平均气温为29.3°C, 0.8°C高于同期正常的年。平均降水量164.9毫米,7月下降31.6%同期正常的年。北部地区的降雨的不均匀分布是远低于沿海地区。受外围影响下行气流由于台风威,麦德姆,和向三个强化热时期覆盖广泛的地区发生。 Due to the effects of typhoon Rammasun, from July 18 to the morning of July 19, heavy to torrential rainstorms appeared in western Guangdong and heavy rains, heavy rainstorms, and isolated torrential rainstorms appeared in eastern Guangdong and the PRD region.

2.3.2。模型评价

GLC2009情况下的仿真结果验证了利用地面气象资料和污染物浓度监测数据在仿真区域。气象观测数据取自日常观察从九个常规地面气象观测站点在珠三角地区。污染物浓度监测数据得到从十六岁在珠江三角洲地区空气质量监测站点,包括小时浓度数据的2,没有2阿,3下午,2。5下午,10。气象观测站点的位置和空气质量监测网站标记在图1。

表1显示了2 m的验证结果温度(T2)、2 m相对湿度(Rh2),风速(WS10)和10米,在奥林匹克广播服务公司表示观测结果的平均值,SIM表示模拟的平均值,MB表示平均偏差,梅表示平均绝对误差,RMSE表示均方根误差, 表示相关系数,IOA表示指数的协议。很明显,温度和风速是高估了;当相对湿度由WRF-Chem模型低估了在1月和7月。Rh2和T2的相关系数超过0.9和IOA在1月份的0.99,显示出相当好的模型表现。模拟不执行7月以及今年1月,但相关系数仍超过0.75,IOA超过0.9。总的来说,仿真结果可以合理地反映实际的大气状况。

表1
比较2 m的模拟值与观测值相对湿度,2 m温度、风速和10米。

观察到浓度的2,没有2阿,3下午,10下午,2。5被用来评估GLC2009性能在这项研究。评价结果如表所示2,很明显,GLC2009案捕获污染物变化以及自相关系数约0.7和IOA超过0.8。然而,模型低估了这五个污染物浓度在1月和7月。这些偏见在一定程度上归因于T2的高估,导致行星边界层高度的增加(PBLH),导致污染物混合在行星边界层内。此外,化学方案的局限性和排放清单的不确定性也可能有助于这些偏见。

表2
比较模拟和观测的浓度2,没有2阿,3下午,2。5下午,10。

总之,GLC2009案例复制与观测气象和化学条件。

3所示。结果与讨论

3.1。对气象的影响
3.1.1。对温度的影响

2米的温度直接影响土地利用变化。数据3(一个)和3 (b)显示仿真结果GLC2009 T2的1月和7月,可以看到,1月气温在广州,FS, DG, z,深圳也显著高于其他城市。今年7月,模拟区域的平均温度达到30°C,和广州之间的边境地区的平均温度和FS DG和深圳高达32°C。数据3 (c)和3 (d)说明城市扩张的变暖效应。增加2米1月温度是比这更明显的7月,大小为0.24°C 1月和7月0.27°C。与此同时,2 m温差的模式类似于城市土地利用变化的空间情节,与广州之间的边境地区和DG沿着珠江河口和沿海地区的深圳经历温度的最大增幅。Codevelopment GZ和FS也导致了温度的边境地区显著增加。月平均温度的垂直分布差异在广州1月和7月数据所示3 (e)和3 (f)。在整个边界层内,温度上升了白天不同大小和夜间。气温上升在夜间比白天更明显。灌溉农田的转换城市土地直接直接改变表面性质,如表面反照率和热容,影响表面辐射特性,然后修改了表面温度。此外,2 m的温度直接影响的显热通量(超高频)是影响土地使用4),T2增加符合GLC20009之间的显热通量的差异情况和GLC2000情况下(没有显示)。指出,T2的增加是大7月1月份相比增加。这种现象可能是由于灌溉农田的差异特征在不同季节37]。此外,太阳的仰角是7月份比一月份高,强太阳辐射到达水面,和城市的树冠捕捉更多热能由于建筑在夏天诱捕效果。土地利用变化对大气温度上升的影响更重要的晚上,部分原因是城市土地的热容比农田,而且,因此,大量的太阳辐射被吸收和被建筑在白天更热通量在一夜之间被释放(38]。此外,由于白天的边界层高度略高于夜间,额外的城市土地所释放的热量被分配到一个相对较短的常压塔。因此,城市地区的shelter-level温度增加更多的在夜间。

(一)T2 (°C)
(一)T2 (°C)
(b) T2 (°C)
(b) T2 (°C)
(c) Diff. T2 (°c)
(c) Diff. T2 (°c)
(d) Diff. T2 (°C)
(d) Diff. T2 (°C)
(e) Diff. T (°C)
(e) Diff. T (°C)
(f) Diff. T (°C)
(f) Diff. T (°C)
图3
月平均2 m温度的模拟空间分布(°C) GLC2009情况(a、b),空间分布(C, d)和垂直分布在广州(e, f)的月平均温差(°C)(差异= GLC2009−GLC2000)。
3.1.2。对水分的影响

在这项研究中,2 m (Q2)和水蒸气含量2 m相对湿度作为水分指标选择字段。更新土地利用数据集,大量的农村土地被替换为建设用地的特点是低渗透性和较低的植被覆盖率,潜热通量和蒸散量减少。此外,蒸汽的向上运输增加了由于城市扩张引起的增强的动荡,这导致减少绝对蒸汽含量较低的层在城市地区,如图4(一)和4 (b)。每月平均Q2减少0.07克/公斤1月和7月0.28克/公斤,最大减少1.33克/公斤1月和7月1.66克/公斤。空气的相对湿度表示湿度包裹和受制于coinfluences绝对湿度和温度。城市气温上升导致饱和蒸汽压增加而绝对蒸汽含量减少;因此,相对湿度降低了。减少在1月和7月的月度平均Rh2是2.02%和2.23%,分别和空间分布的差异数据所示4 (c)和4 (d)。Q2的差异和Rh2 7月与1月相比更大;这个季节演变部分归因于大7月增加空气温度。明显减少的地区相对湿度与正经历温度上升的地区,他们在广州最普遍,FS, DG和深圳。

(一)Diff. Q2 (g /公斤)
(一)Diff. Q2 (g /公斤)
(b) Diff. Q2(克/公斤)
(b) Diff. Q2(克/公斤)
(c) Diff. Rh2 (%)
(c) Diff. Rh2 (%)
(d) Diff. Rh2 (%)
(d) Diff. Rh2 (%)
图4
月平均Q2的空间分布差异(g / kg) (a, b)和Rh2差异(%)(c, d)之间GLC2009情况和GLC2000情况(差异= GLC2009−GLC2000)。
3.1.3。对风的影响

表面粗糙度的变化,反照率等物性参数也由于土地利用变化影响风速和方向。如数据所示5(一个)和5 (b),10米风模式是由一个强大的来自东北的风在1月和7月份来自南方的风。建筑物的摩擦和阻力降低10米风速在1月和7月,每月平均10米风速在珠三角地区1月下降了0.19 m / s, 0.16 m / s, 7月和10米的最大降低风速可能达到2.5 m / s珠江河口。此外,10米风向改变了在同一时间。每月平均差异的风矢量表示北风和南风风力7月1月由土地利用变化削弱了。

(一)10米风
(一)10米风
(b) 10米风
(b) 10米风
(c) Diff. 10米的风
(c) Diff. 10米的风
(d) Diff. 10米的风
(d) Diff. 10米的风
图5
模拟空间分布的月平均10米风GLC2009案例(a, b)和空间分布的月平均10米GLC2009风差异情况和GLC2000情况(c, d)(差异= GLC2009−GLC2000)。
3.1.4。对行星边界层高度的影响

行星边界层高度是一个关键变量影响污染物运输和分散。更新土地利用数据集后,每月平均的空间差异PBLH当地标准时间02:00 (LST), 14:00 LST图所示6。在珠江三角洲地区城市扩张导致PBLH增加在日间和夜间,和每月平均PBLH 1月和7月增长了9.96米和29.80米,分别。这个季节差异归因于不同的2 m增加温度在1月和7月。温度的增加导致增加边界层湍流强度和对流不稳定,导致PBLH更高。与此同时,边界层在夜间更稳定,所以对PBLH差异的影响是更大的在白天,PBLH的最大值增加LST 14时许发生在1月和7月,达到高达644.90米和688.81米,分别。然而,由于白天PBLH远远高于夜间,相对差异PBLH在夜间比白天更大。PBLH有相应的变化对空气污染物的扩散和传输的影响。

(一)PBLH(米)
(一)PBLH(米)
(b) PBLH(米)
(b) PBLH(米)
(c) Diff. PBLH(米)
(c) Diff. PBLH(米)
(d) Diff. PBLH(米)
(d) Diff. PBLH(米)
(e) Diff. PBLH(米)
(e) Diff. PBLH(米)
(f) Diff. PBLH (m)
(f) Diff. PBLH (m)
图6
模拟空间分布的月平均PBLH GLC2009 (m)的情况下(a, b)和空间分布PBLH差异(m) 02:00 LST (c, d), 14:00 LST (e, f)之间GLC2009情况和GLC2000情况(差异= GLC2009−GLC2000)。
3.2。对区域大气环境的影响

上述分析表明,土地利用变化导致重大的变化在行星边界层气象条件。研究表明,空气污染是与特定的气象因素密切相关39,40),固定污染排放清单、污染物浓度主要取决于气象条件。因此,气象因素的变化将影响大气污染物的分布。在这项研究中,两个主要的大气污染物,O3和点2。5选择分析,土地利用变化对区域大气环境的影响进行了研究。

3.2.1之上。对对流层臭氧的影响

对流层臭氧生成主要由化学反应的主要污染物如氮氧化物(NO)x= +没有2)和挥发性有机化合物(挥发性有机化合物的仪器)。O的空间分布3浓度是复杂的过程,涉及光化学反应的结果,气象、和主要污染物的排放8]。换句话说,这些复杂的化学反应过程的任何变化会影响O3。

数据7(一)和7 (b)显示每月平均O的空间分布3浓度的差异引起的土地利用变化在1月和7月。可以看出,O3在大部分的珠三角城市浓度大幅增加。每月平均表面O3浓度增加了0.93µg / m31月,1.61µg / m3今年7月,O和空间分布3增加类似于2 m温度增加,说明O的强相关性3与温度。更高的温度增加光化学反应速率产生更多O3和增加生物和蒸发的人为排放挥发性有机化合物的仪器(41,42]。之前的研究表明,当前在珠江三角洲地区臭氧的形成发生在任何x饱和条件(43),这意味着挥发性有机化合物的仪器是最重要的化合物生产O3。因此,更高的VOC浓度有利于生产更多的O3在白天。低风速降低干沉积速度的O3同时方便啊3积累,增加PBLH导致O3稀释在行星边界层内。这些因素导致的净影响的增加表面O3浓度。

(一)Diff. O3(µg / m3)
(一)Diff. O3(µg / m3)
(b) Diff. O3(µg / m3)
(b) Diff. O3(µg / m3)
(c) Diff.氮氧化物(µg / m3)
(c) Diff.氮氧化物(µg / m3)
(d) Diff.氮氧化物(µg / m3)
(d) Diff.氮氧化物(µg / m3)
图7
空间分布的月平均O3浓度的差异(µg / m3)(a、b),也没有x浓度的差异(µg / m3)(c, d)之间GLC2009情况和GLC2000情况(差异= GLC2009−GLC2000)。

通过对比垂直的横截面的O3浓度的差异在23.5°N 02:00 LST和LST夏令时间,如图8,我们发现增加每月平均表面O3集中在夜间比白天更大。一般来说,阿3在降低层浓度显著增加而减少在更高的层在夜间。O3产生在白天困的残留层将混合在夜间。强搅拌下由于PBLH O解释更大的增加3浓度在夜间。土地利用变化也影响O的前兆3,如不x。数据7 (c)和7 (d)月平均的空间分布x浓度的差异,明显降低在珠江河口土地使用变化后的1月和7月。PBLH越高有利于空气污染物的垂直扩散,在相对较低的地面没有结果x的浓度,减少地面滴定速度,随后导致增加地面O3在夜间。

(一)Diff. O3(µg / m3)
(一)Diff. O3(µg / m3)
(b) Diff. O3(µg / m3)
(b) Diff. O3(µg / m3)
(c) Diff. O3(µg / m3)
(c) Diff. O3(µg / m3)
(d) Diff. O3(µg / m3)
(d) Diff. O3(µg / m3)
图8
垂直的横截面O3浓度的差异(µg / m3)23.5°N 02:00 LST (a、b), 14:00 LST (c, d)之间GLC2009情况和GLC2000情况(差异= GLC2009−GLC2000)。
3.2.2。对点的影响2。5

点土地利用变化的影响2。5浓度如图9。它可以观察到,土地利用变化导致减少点高的地区2。5浓度。在1月和7月,月平均表面点2。5浓度下降了1.58µg / m3和3.76µg / m3分别围绕广州的负差异,FS和DG。表面的变化点2。5浓度明显受到气象要素的影响。例如,降低风速限制点的运输2。5。此外,PBLH在下午也起着重要的作用2。5浓度。更高的混合层引起的城市扩张有利于下午的垂直分散和稀释2。5在边界层内。更多的点2。5运输到高空,因此,点吗2。5浓度增加表面附近但减少在高海拔地区由于土地利用变化的净影响,如图9 (c)和9 (d)。应该注意的是,减少点2。5集中在夜间明显高于白天。的相对增加夜间PBLH大于白天的土地使用变化后,扩散系数的增强点2。5在夜间更明显,这也进一步导致了更大的降低点吗2。5集中在晚上。总的来说,土地利用变化对表面点的影响2。5由于浓度是负的动力和热力过程。

(一)Diff. PM2.5(µg / m3)
(一)Diff. PM2.5(µg / m3)
(b) Diff. PM2.5(µg / m3)
(b) Diff. PM2.5(µg / m3)
(c) Diff. PM2.5(µg / m3)
(c) Diff. PM2.5(µg / m3)
(d) Diff. PM2.5(µg / m3)
(d) Diff. PM2.5(µg / m3)
图9
月平均点的空间分布2。5浓度的差异(µg / m3)(a, b)和垂直分布的点2。5差异(µg / m3)(c, d)之间在广州GLC2009情况和GLC2000情况(差异= GLC2009−GLC2000)。

表面的相对差异3和点2。5由于土地利用变化浓度珠三角9个城市的图所示10。对应图2,污染物浓度的相对差异明显的城市扩张的地区,包括广州、FS, DG,和深圳显著高于其他五个城市在珠三角地区。因此,大气污染物对土地使用的变化很敏感。此外,季节变化中发现的相对差异较大的模拟表面O3和点2。5浓度比1月7月。

(一)1
(一)1
(b) 7月
(b) 7月
图10
O的相对差异(%)3和点2。5GLC2009案例和GLC2000珠三角9个城市的。

4所示。结论

在这项研究中,WRF-Chem模型来研究土地利用变化对区域大气环境的影响在珠三角地区。实验和两个土地利用数据集设计代表土地覆盖状况在2000年代(称为GLC2000例)和2010年代(称为GLC2009情况)。仿真时间从2013年12月0000 UTC 30到0000 UTC时间2014年2月01和从0000 UTC 6月29日到2014年8月0000 UTC 01。模型验证与气象观测数据表明,GLC2009案例复制和化学条件与观察。通过比较分析可以得出以下结论的GLC2009情况和GLC2000情况:(1)修改灌溉农田到城市土地导致重大气象要素的变化。珠三角地区的月平均2 m温度为1月和7月上升了0.24°C和0.27°C,分别和夜间温度上升超过白天的温度。此外,城市干岛效应变得明显,与月平均2 m水蒸气含量下降了0.07克/公斤和0.28克/公斤和相对湿度在1月和7月下降了2.02%和2.23%,分别。由于地面粗糙度的增加,平均每月10米风速风向改变,1月和7月下降了0.19 m / s, 0.16 m / s。行星边界层高度增加了整整一天,相对增加是最大的在夜间。沿着珠江河口地区的重大改变温度,湿度,风速,行星边界层高度由于大型城市扩张。(2)土地利用变化显著影响气象要素在珠江三角洲地区,分布,进而改变了啊3和点2。5浓度。在更高的温度,降低了风速,和更大的挥发排放,每月平均表面O3浓度增加了0.93µg / m3和1.61µg / m3在1月和7月。受到强烈的混合的O3的残留层和没有下降x晚上浓度,增加表面O3集中在夜间比白天更大。边界层高度的增加有利于污染物的垂直扩散和稀释,所以点2。5浓度较低的减少层虽然增加了在更高的层,和每月的平均表面点2。5浓度在1月和7月下降了1.58µg / m3和3.76µg / m3,分别。由于夜间边界层高度相对增加大于白天,减少表面的点2。5集中在夜间更明显。污染物浓度的差异相对明显的城市扩张的地区,包括广州、FS, DG,和深圳显著高于其他五个城市在珠三角地区。此外,季节变化相对较大的模拟中发现不同的表面O3和点2。5浓度比1月7月。(3)上述结果表明,大气环境敏感的土地利用变化,但关于内部机制,需要进一步的研究。除了土地使用变化,人为排放的变化、人为热量,和多个树冠参数化由于城市化对大气环境也重要,应该研究在未来。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究受到了中国气象研究专项基金的基金公共利益(GYHY201406031),国家自然科学基金(91544102)、广东省科技计划项目,中国(2014 b020216003)和基础研究基金为中央大学(15 lgjc04)。这项工作也在一定程度上支持江苏协同创新中心的气候变化和中山大学的高性能网格-计算定价平台。