白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层特征的数值模拟研究的开题报告

白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层特征的数值模拟研究的开题报告一、研究背景与意义白洋淀位于华北平原，是中国北方最大的湿地，是华北区域生态系统功能与完整性的代表。但是，随着人类和经济活动的增加，白洋淀生态环境遭受了严重的破坏。在白洋淀地区，水陆非均匀下垫面是常见的现象，不同下垫面之间存在着显著的温度、湿度等气象要素差异，这些差异对大气边界层结构和运动有着重要的影响。因此，研究白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层特征对于了解该地区环境演变和保护生态环境具有重要意义。二、前人研究综述目前对于白洋淀地区大气边界层结构和运动的研究还比较少。一些研究表明，水和陆之间的差异会对边界层内的水汽、热量和动量传输产生显著的影响。同时，下垫面特征的变化也会对大气边界层结构和运动产生影响。但是，还缺乏详细的研究，特别是在白洋淀地区的研究。三、研究内容本文将使用数值模拟方法，建立白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层的数学模型，对其大气边界层结构和运动特征进行模拟。具体包括以下几个方面：1.对白洋淀地区的水陆分布情况进行分析，确定下垫面特征；2.收集并整合该地区的气象和环境监测数据，用于模型验证和参数调整；3.建立数学模型，包括大气运动方程、边界层方程和大气化学方程；4.使用数值方法，对模型进行求解，得到大气边界层结构和运动特征的数据；5.通过对结果的分析，探究水陆非均匀下垫面上大气边界层的特征，分析其对环境演变和生态环境的影响。四、研究方法本文将采用数学建模和数值计算方法，具体步骤如下：1.对白洋淀地区水陆分布情况进行分析，确定下垫面特征，包括地表温度、土壤湿度、湖泊水温、植被覆盖等；2.选择合适的数值模型和数值方法，建立大气边界层数学模型；3.根据该地区的气象和环境监测数据，对模型进行验证和参数调整，确保模型的准确性；4.使用数值方法，对模型进行求解，得到大气边界层结构和运动特征的数据；5.通过对结果进行分析，得出结论并进行讨论。五、预期成果本研究将获得白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层结构和运动特征的数值模拟结果，并对结果进行分析和讨论。预期成果如下：1.获得该地区大气边界层结构和运动特征的数值模拟结果；2.探究水陆非均匀下垫面上大气边界层的特征和变化规律；3.分析水陆非均匀下垫面的特征对于该地区的环境演变和生态环境的影响；4.提出保护该地区生态环境的建议。六、研究计划本研究计划分为以下几个阶段：1.文献综述和理论分析（2个月）：对该领域已有的研究进行综述和分析，确定本次研究的研究方向和研究方法；2.模型建立和计算程序编写（3个月）：根据前期研究和理论分析，建立数学模型，编写计算程序并进行调试和优化；3.数据收集和处理（2个月）：收集和整合该地区的气象和环境监测数据，用于模型验证和参数调整；4.模型验证和参数调整（3个月）：通过使用该地区的气象和环境监测数据，对模型进行验证和参数调整，确保模型的准确性；5.数值模拟和结果分析（4个月）：采用数值方法，对模型进行求解，得到数值模拟结果，并对结果进行分析、验证、编辑和统计；6.研究总结和论文撰写（2个月）：对研究结果进行分析总结，并撰写毕业论文。七、参考文献1.林雄飞,段锋锋,戴永久等.湖泊区水陆非均匀下垫面性质对边界层结构和水汽传输的影响[J].农业机械学报,2017,48(10):285-291.2.范爱军,李国涛,孙雪梅等.带有湖泊的城市地区水陆下垫面影响下大气边界层结构的数值模拟研究[J].自然资源学报,2016,31(8):1345-1357.3.黄显宏,张同洲,石成刚等.面积变化的准稳态一维边界层扩散模型在白洋淀湖泊中浓度分布模型研究[J].水资源保护,2018,34(3):50-56.4.韩宏,黄峰,邵东龙等.一种基于大气边界层物质传输的气象噪声预报方法[J].大气科学学报,2015,38(1):44-52.5.KristopherM.Bedka,JohnW.Laszlo等.AMethodforLoadingThree-DimensionalCloudandRadiativeStructurefromMISRandMODISintoa1-DRadiative-ConvectiveM