劉夢娟陳 敏

1）（北京大學物理學院大氣科學系，北京100871）2）（中國氣象局北京城市氣象研究所，北京100089）

BJ-RUC系統(tǒng)對北京夏季邊界層的預報性能評估

劉夢娟1）陳 敏2）*

1）（北京大學物理學院大氣科學系，北京100871）2）（中國氣象局北京城市氣象研究所，北京100089）

以北京市觀象臺2010年8月、2011年8月每日3次（08：00，14：00，20：00，北京時，下同）L波段探空秒間隔數(shù)據(jù)為實況，對BJ-RUC系統(tǒng)（rapid updated cycle system for the Beijing area）分析和預報邊界層性能進行了初步評估。結果表明：BJ-RUC系統(tǒng)對北京地區(qū)夏季白天邊界層的細致特征具有較好的預報能力，但也存在明顯的系統(tǒng)性誤差。08：00邊界層偏冷；14：00和20：00 1 km以下的邊界層則顯著偏暖，邊界層內(nèi)明顯偏濕。整體上模式對邊界層內(nèi)溫度、濕度的預報誤差均高于自由大氣。該系統(tǒng)對北京地區(qū)邊界層內(nèi)早晨（08：00）從夜間山風向白天谷風環(huán)流過渡、午后（14：00）到日落后（20：00）1500 m以下盛行西南偏南氣流的日變化特征具有較強的預報能力。系統(tǒng)預報的14：00邊界層頂高度與評估時段內(nèi)實際對流邊界層高度的變化趨勢一致。但預報的對流邊界層頂偏高，這與BJ-RUC系統(tǒng)采用YSU邊界層參數(shù)化方案的垂直混合更強有關。

邊界層；L波段探空；業(yè)務數(shù)值預報

引 言

近年來，數(shù)值模式對大氣邊界層的模擬和預報能力越來越受到人們的關注［1-4］，尤其是對某一特定地區(qū)（幾公里到幾十公里范圍）大氣邊界層氣象要素（風、溫、濕）的空間分布和時間演變進行短時預報，已成為邊界層氣象應用的一個重要方面［5］。雖然針對業(yè)務模式自由大氣和地面要素預報性能的客觀檢驗和評估工作已經(jīng)廣泛開展［6-10］，但業(yè)務模式在大氣邊界層內(nèi)預報和同化質(zhì)量如何尚缺乏系統(tǒng)的研究，較多的是通過分析典型個例［11-14］或者對地面氣象要素預報性能評估來間接了解［15-17］。一個重要原因是缺少與模式可以直接對比的、能夠反映邊界層內(nèi)風、溫、濕特征的實況資料。目前直接用于業(yè)務天氣分析應用的探空觀測資料在邊界層內(nèi)垂直分辨率低，不能分辨邊界層內(nèi)細致的垂直結構；且常規(guī)探空觀測時間為08：00（北京時，下同）和20：00，缺少午后對流邊界層發(fā)展旺盛時刻以及夜間邊界層穩(wěn)定時刻的實況資料。

近年來，我國自行研制的L波段高空探測系統(tǒng)逐步投入業(yè)務化應用。2010年底，我國探空站的探空系統(tǒng)升級為L波段探空系統(tǒng)，其電子探空儀采用電子感應元件，采樣周期約為1.2 s，因此也稱L波段探空基數(shù)據(jù)為秒間隔數(shù)據(jù)，全國120個站點可連續(xù)自動測定高空氣溫、濕度、氣壓、風向、風速等氣象要素值，按照400 m/min的升速計算，探空數(shù)據(jù)垂直采樣間隔為8 m，探測高度可達10 hPa，且資料中有時偏差、經(jīng)度差和緯度差，氣球升空直至爆炸，每一時刻的位置都能獲知，因此同傳統(tǒng)的探空資料相比，L波段探空秒間隔數(shù)據(jù)具有高時空分辨率、定位準確的特點，能對全國高空大氣進行同步立體探測，其總體性能優(yōu)于59-701高空氣象探測系統(tǒng)［18］。

目前針對L波段探空秒間隔數(shù)據(jù)已開展了一些應用，例如周毓荃等［19］利用探空秒間隔數(shù)據(jù)設計制作了云垂直結構探空分析顯示圖，初步形成基于我國業(yè)務探空的云結構分析技術；楊湘婧等［20］對比分析了L波段探空秒間隔數(shù)據(jù)與JICA-PBL通量鐵塔梯度觀測系統(tǒng)，構造了L波段探空再分析與通量鐵塔近地層氣象信息相關模型，認為L波段探空垂直高分辨率廓線近地層數(shù)據(jù)能夠較好地描述大氣邊界層內(nèi)近地層溫、濕、壓特征。陶士偉等［21］認為L波段和59型兩種探空系統(tǒng)的觀測資料與模式背景場之差（簡稱OMB）具有相似的平均偏差特征，但對于溫度的OMB標準差和擬合觀測誤差，L波段探空系統(tǒng)較59型有較大改進。該系統(tǒng)提供的探空資料時間分辨率達1.2 s，能夠極為精細地反映探空氣球在升空過程中所獲取的垂直方向上各氣象要素的變化狀況。因此可以嘗試以該觀測資料為實況，對數(shù)值模式在邊界層內(nèi)的預報性能開展檢驗評估。

2008年以來，北京市觀象臺探空站每年汛期在14：00增加1次加密探空，其L波段探空系統(tǒng)的秒間隔數(shù)據(jù)具有足夠高的垂直分辨率，可以描述北京地區(qū)邊界層的廓線特征。因此，以北京觀象臺L波段探空系統(tǒng)08：00，14：00和20：00在邊界層內(nèi)獲取的秒間隔數(shù)據(jù)為實況，對北京市氣象局快速更新同化和預報循環(huán)系統(tǒng)（BJ-RUC）在北京地區(qū)的夏季邊界層預報性能進行評估。

1 資料和方法

BJ-RUC系統(tǒng)是基于WRF三維變分同化技術和WRF模式建立的華北區(qū)域3 h周期快速更新循環(huán)同化預報業(yè)務系統(tǒng)，其預報區(qū)域為3重嵌套，分辨率分別為27 km，9 km和3 km［7-8］。本文對2010年8月和2011年8月的BJ-RUC系統(tǒng)預報結果進行評估。采用的實況數(shù)據(jù)為該時段內(nèi)08：00，14：00，20：00北京市觀象臺（區(qū)站號為54511）經(jīng)質(zhì)量控制后的探空秒間隔數(shù)據(jù)，該站作為北京地區(qū)唯一一個探空站，對于北京地區(qū)的環(huán)境大氣在空間上具有代表性。相應的模式數(shù)據(jù)由BJ-RUC系統(tǒng)的3 km區(qū)域在上述3個時次的分析場以及3 h，6 h預報場插值到北京市觀象臺的空間位置生成。由于本文研究對象為夏季邊界層，其高度不超過3 km，因此本文著重評估3 km以下19個模式層上的預報探空性能，相應的實況為與每一模式層最鄰近高度層（通常高度差不超過5 m）上的探空秒間隔數(shù)據(jù)，本文考察的邊界層氣象要素為各層溫度、比濕、風速、風向。

2 北京市觀象臺夏季邊界層要素預報性能

2.1 溫濕垂直廓線

模式對邊界層內(nèi)溫濕垂直廓線的預報性能直接反映了模式對邊界層內(nèi)輸送過程的描述能力。如圖1所示，08：00邊界層內(nèi)溫度的對比結果表明，觀測的溫度垂直廓線在400 m以下有一個垂直遞減率相對較小的薄層（183～421 m），模式大致預報出該特征，但溫度預報整層均偏冷，其中3 h預報偏冷約1℃，6 h預報偏冷約0.5℃，這與模式預報的08：00 2 m溫度系統(tǒng)性偏低（圖略）一致。14：00模式預報的溫度在1200 m以下均偏暖，其中800 m以下平均偏暖可達1℃左右，明顯大于模式在自由大氣中的預報偏差，相應的14：00 2 m溫度也較實況顯著偏暖。20：00模式預報的邊界層1 km以下偏暖現(xiàn)象則更為顯著，平均溫度較實況偏暖1℃以上。

圖1 北京市觀象臺2010年8月和2011年8月邊界層內(nèi)平均溫度與分析場和預報場的平均偏差及均方根誤差Fig.1 Vertical profiles of mean temperature，bias and root mean square error of analysis，3-h forecast and 6-h forecast in boundary layer of Beijing Weather Observatory in August 2010 and August 2011

續(xù)圖1

垂直方向上能夠影響邊界層的常規(guī)觀測數(shù)量遠少于自由大氣。對于溫度而言，僅有925 hPa和850 hPa兩個標準氣壓層以及飛機起降過程中可以提供的相關溫度觀測，地面溫度觀測的同化也可影響邊界層底層，但資料同化在邊界層內(nèi)仍有較為明顯的正效應。如08：00 BJ-RUC系統(tǒng)同化的背景場為前次循環(huán)的3 h預報，在邊界層500 m左右的高度上明顯偏冷，而同化后獲得的分析場在400 m以上幾乎沒有系統(tǒng)性偏差，即資料同化有效修正了背景場偏冷，但400 m以下偏暖；14：00溫度分析場廓線也表現(xiàn)出類似特征，表現(xiàn)為分析場有效修正了1200 m以下前次循環(huán)3 h預報的暖偏差。值得注意的是，20：00在近地面200 m附近形成了一個明顯的虛假偏冷層。由于20：00預報系統(tǒng)為冷啟動，客觀分析采用美國NCEP GFS全球6 h預報來作為資料同化的初猜場，而此初猜場被證明在近地面層存在顯著偏冷的系統(tǒng)性誤差①http：∥www.emc.ncep.noaa.gov/GFS/impl.php.，該場在近地面層的系統(tǒng)性偏冷可能也會對模式夜間的溫度預報起到直接的影響。

圖2給出了邊界層內(nèi)實況、分析場和預報場的平均濕度垂直廓線分布。整體來看，邊界層內(nèi)BJRUC系統(tǒng)的分析場和預報場表現(xiàn)為顯著的系統(tǒng)性偏濕，其中14：00偏濕最為明顯，該現(xiàn)象的出現(xiàn)一方面是由于在資料同化過程中，GPS可降水量觀測的同化為模式大氣增加了額外的水汽，另外也可能是常規(guī)無線電探空的濕度觀測相對實際大氣顯著偏干的結果［22-24］。

續(xù)圖2

2.2 邊界層局地環(huán)流

北京地區(qū)受特殊地形影響，夏季在晴朗少云和微風條件下通常表現(xiàn)出明顯的山谷風局地環(huán)流日變化特征［25］，即午后到日落北京平原地區(qū)均為偏南風，夜間到日出后則轉換為由北向南的山風。通過分析邊界層內(nèi)不同高度（0～300 m，301～750 m，751～1500 m）的風玫瑰圖（圖3～5），來定量描述模式對北京地區(qū)邊界層內(nèi)主導風以及局地環(huán)流的預報性能。

圖3 2010年8月與2011年8月北京市觀象臺08：00不同高度風玫瑰圖（圖中扇形半徑代表該風向所占百分比，圓心處為0；每圈代表5%）Fig.3 Wind rose map between different levels of Beijing Weather Observatory at 0800 BT in August 2010 and August 2011（the radius of sector indicates the percentage for each wind direction，starting from the center as 0；each circle indicates 5%）

圖4 同圖3，但為14：00Fig.4 The same as in Fig.3，but for 1400 BT

首先分析觀測所反映的白天邊界層環(huán)流特征。由圖3可以看到，08：00北京地區(qū)正處于從夜間山風向白天谷風環(huán)流過渡的階段，因此該時刻北京市觀象臺偏北的山風環(huán)流層較薄，300 m以下的主要風向為東北偏北風（0°～67.5°，占42.1%）；301～750 m的風向由北向南轉折：東北偏北風（0°～45°）與西南風（202.5°～247.5°）出現(xiàn)的頻次分別為20.53%和30.04%；而在751～1500 m主要為西南風（180°～247.5°，占44.2%）；1500 m以上則沒有主導的盛行風向（圖略）。14：00地面到1500 m內(nèi)幾乎均為南風（圖4），其中300 m以下南風（135°～225°）和750 m以下西南偏南風（180°～247.5°）風向出現(xiàn)頻次分別占54.0%和46.4%；751～1500 m主導風向以西南風（180°～247.5°）為主，但不占明顯優(yōu)勢（僅占37.4%）。20：00北京市觀象臺南風（135°～225°）（圖5）風向在300 m以下、301～750 m和751～1500 m之間發(fā)生的頻次分別占68.7%，66.0%，48.9%，由此可見，日間的谷風環(huán)流可以維持到日落，其厚度可達1500 m。

從預報結果來看，模式3 h（圖3）比6 h預報能夠更好地反映08：00北京地區(qū)300 m以下盛行東北偏北風（0°～67.5°）、301～750 m盛行風從北風向西南風過渡，且3 h和6 h預報對751～1500 m之間的西南偏西風（180°～247.5°）均具有較好的預報效果，但預報風速明顯較實況偏弱（圖3）。3 h和6 h預報也基本能夠反映14：00北京地區(qū)邊界層內(nèi)西南偏南主導氣流的特征，但3 h預報在301～750 m（圖4）、751～1500 m內(nèi)出現(xiàn)西南風的頻次明顯高于實況，6 h預報的西南偏南風頻次與實況類似，且具有更多的東南風（圖4）。對于20：00邊界層內(nèi)1500 m以下日落后谷風環(huán)流特征，3 h和6 h預報性能基本相似（圖5），二者均預報出0～300 m和301～750 m之間202.5°～225°間明顯的西南偏南風向發(fā)生的高頻區(qū)，但與實況相比，仍然報出了更多的東南風發(fā)生頻次。且3 h和6 h預報的300 m以下風速明顯偏強（圖5），這與YSU邊界層方案垂直混合較強、易導致邊界層內(nèi)風速偏強有關。

從這3個時次邊界層內(nèi)風場的分析效果來看（圖3～5），同化后1500 m以下的邊界層內(nèi)風向準確率均優(yōu)于預報，能更好地反映邊界層內(nèi)局地環(huán)流特征。但值得注意的是，同化后獲得的750 m以下風速初值明顯較實況偏弱。由此可見，在邊界層內(nèi)風觀測資料的同化對背景場中風向的修正效果非常顯著，但嚴重削弱了背景風速。因此有必要在未來的工作中對邊界層內(nèi)與風相關的觀測以及同化方法開展更為細致的研究。

圖5 同圖3，但為20：00Fig.5 The same as in Fig.3，but for 2000 BT

2.3 對流邊界層特征

午后為每日邊界層頂最高、混合最強、對流邊界層特征最為典型的時刻，因此將14：00系統(tǒng)模式預報與根據(jù)探空秒間隔數(shù)據(jù)虛位溫計算的邊界層頂高度進行對比，以評價BJ-RUC系統(tǒng)的對流邊界層預報性能。根據(jù)北京市觀象臺在2010年8月、2011年8月逐日14：00的地面天氣狀況報告可知，在這兩個月時間內(nèi)，晴空及少云天氣出現(xiàn)了48次，多云出現(xiàn)8次，輕霧及霾出現(xiàn)4次，對流性降水出現(xiàn)了3次。

從兩個月觀測和預報的邊界層頂高度時間序列對比來看（圖6），在晴空少云天氣時，邊界層內(nèi)熱力對流旺盛，邊界層頂可以發(fā)展到較高的高度，大部分可達1 km以上。3 h與6 h預報的對流邊界層高度與實況具有非常一致的變化特征。

由圖7可知，晴空少云的平均虛位溫廓線表明，系統(tǒng)預報的虛位溫整體偏高，近地面的超絕熱層的虛位溫遞減深度不如觀測，但發(fā)展出了更厚的混合層，說明模式預報的對流邊界層過強。當?shù)涂斩嘣婆c輕霧天氣時，地面受到的太陽輻射較少，熱力對流不旺盛，混合層頂較低。分析場準確地描述出此時邊界層的虛位溫廓線特征，而3 h和6 h預報均或多或少地表現(xiàn)出較實況更強的垂直混合特征，近地面位溫均偏高，預報的虛位溫垂直廓線更類似于晴空條件下對流混合層的分布。對比相對濕度的平均廓線（圖略）后發(fā)現(xiàn)，這可能是由于系統(tǒng)預報在地面至云底高度間偏干、預報的云底高度偏高、預報的邊界層內(nèi)混合明顯過強造成的。而從僅有的3次對流性降水過程來看，整層相對濕度實況基本在80%以上，系統(tǒng)預報和分析的虛位溫廓線與實況基本一致。

圖6 北京市觀象臺在2010年8月與2011年8月14：00邊界層高度變化Fig.6 Variation of boundary layer height of Beijing Weather Observatory at 1400 BT in August 2010 and August 2011

圖7 北京市觀象臺在2010年8月與2011年8月14：00晴空少云、多云、輕霧、降水情況下的平均虛位溫垂直分布Fig.7 Vertical profiles of mean virtual potential temperature in boundary layer in sunny，cloudy，mist，rainy days of Beijing Weather Observatory at 1400 BT in August 2010 and August 2011

續(xù)圖7

3 結 論

本研究表明，BJ-RUC系統(tǒng)對北京地區(qū)夏季白天邊界層的特征具有較好的預報能力，但也存在明顯的系統(tǒng)性誤差：

1）BJ-RUC系統(tǒng)對邊界層內(nèi)的溫濕廓線預報誤差均高于自由大氣，即08：00對400 m以下溫度垂直遞減率較小的薄層模式能夠有一定反映，但溫度預報整層偏冷；14：00和20：00對1 km以下的邊界層內(nèi)溫度預報則顯著偏暖；對于邊界層內(nèi)濕度的分析和預報也表現(xiàn)出明顯的濕偏差。

2）BJ-RUC系統(tǒng)對北京地區(qū)早晨（08：00）從夜間山風向白天谷風環(huán)流過渡、午后（14：00）到日落后（20：00）北京地區(qū)1500 m以下的邊界層內(nèi)盛行西南偏南氣流的日變化特征具有較強的預報能力，但08：00預報的風速偏弱，而午后到日落西南偏南氣流的風速預報偏強。邊界層內(nèi)風觀測資料的同化對風向的修正效果非常顯著，但嚴重削弱了風速，因此有必要在今后的工作中對邊界層內(nèi)與風相關的觀測以及同化方法開展更為細致的研究。

3）對于晴空少云狀況下的混合邊界層特征，BJ-RUC系統(tǒng)預報的14：00邊界層頂高度與評估時段內(nèi)實際的對流邊界層頂高度變化趨勢吻合，但高度略偏低。在多云和輕霧天氣情況下，系統(tǒng)預報描述出較實況更強的垂直混合特征，這與模式采用的YSU邊界層方案垂直混合更強有關。

［1］ Hu M，Xue M.Impact of configurations of rapid intermittent assimilation of WSR-88D radar data for the 8 May 2003 Oklahoma City tornadic thunderstorm case.Mon Wea Rev，2007，135：507-525.

［2］ 胡小明，劉樹華.山丘地形的陸面過程及邊界層特征的模擬.應用氣象學報，2005，16（1）：13-23.

［3］ 佟華，桑建國.北京海淀地區(qū)大氣邊界層的數(shù)值模擬研究.應用氣象學報，2002，13（增刊）：51-60.

［4］ 卓嘎，徐祥德，陳聯(lián)壽，等.青藏高原邊界層高度特征對大氣環(huán)流動力學效應的數(shù)值試驗.應用氣象學報，2002，13（2）：163-169.

［5］ 胡非，洪鐘祥，雷孝恩.大氣邊界層和大氣環(huán)境研究進展.大氣科學，2003，27（4）：712-728.

［6］ Hong Song-You，Noh Yign，Dudhia Jimy.A new vertical diffusion package with an explicit treatment of entrainment processes.Mon Wea Rev，2006，134：2318-2341.

［7］ 陳敏，范水勇，鄭祚芳，等.基于BJ-RUC系統(tǒng)的臨近探空及其對強對流發(fā)生潛勢預報的指示性能初探.氣象學報，2011，69（1）：181-194.

［8］ 仲躋芹，陳敏，范水勇，等.AMDAR資料在北京數(shù)值預報系統(tǒng)中的同化應用.應用氣象學報，2010，21（1）：19-28.

［9］ 李佳英，俞小鼎，王迎春.用探空資料檢驗中尺度數(shù)值模式對強對流天氣的診斷分析能力.氣象，2006，32（7）：13-17.

［10］ 漆梁波，曹曉崗，夏立，等.上海區(qū)域要素客觀預報方法效果檢驗.氣象，2007，33（3）：9-18.

［11］ 陳炯，王建捷.北京地區(qū)夏季邊界層結構日變化的高分辨模擬對比.應用氣象學報，2006，17（4）：403-411.

［12］ 陳炯，王建捷.邊界層參數(shù)化方案對降水預報的影響.應用氣象學報，2006，17（增刊）：11-17.

［13］ 黃泓，李剛，譚言科，等.WRF3.0模式中邊界層參數(shù)化方案對暴雨預報的影響∥第26屆中國氣象學會年會災害天氣事件的預警，預報及防災減災分會場論文集.2009：1342-1356.

［14］ 楊玉華，徐祥德，翁永輝，等.北京城市邊界層熱島的日變化周期模擬.應用氣象學報，2003，14（1）：61-68.

［15］ 孫繼松，王華，王令，等.城市邊界層過程在北京2004年7月10日局地暴雨過程中的作用.大氣科學，2006，30（2）：221-234.

［16］ 徐陽陽，劉樹華，胡非，等.北京城市化發(fā)展對大氣邊界層特性的影響.大氣科學，2009，33（4）：859-867.

［17］ 胡小明，劉樹華，梁福明，等.北京區(qū)域近地邊界層特征數(shù)值模擬.北京大學學報：自然科學版，2005，41（4）：514-522.

［18］ 李偉，李書嚴，陶士偉，等.L波段高空氣象探測系統(tǒng)性能評估.儀器儀表學報，2008，29（4）：732-735.

［19］ 周毓荃，歐建軍.利用探空數(shù)據(jù)分析云垂直結構的方法及其應用研究.氣象，2010，36（11）：50-58.

［20］ 楊湘婧，徐祥德，陳宏堯，等.L波段探空高分辨率廓線中近地層信息分析及相關模型.氣象，2011，37（12）：1504-1510.

［21］ 陶士偉，陳曉紅，龔建東.L波段探空儀溫度資料誤差分析.氣象，2006，32（10）：46-51.

［22］ Turner D D，Lesht B M，Clough S A，et al.Dry bias and variability in Vaisala RS80-H radiosondes：The ARM Experience.J Atmos Oceanic Technol，2003，20：117-132.

［23］ Nakamura H，Seko H，Shoji Y，et al.Dry biases of humidity measurements from the Vaisala RS80-A and Meisei RS2-91 radiosondes and from ground-based GPS.気象集誌，2004，82：277-299.

［24］ Rowe P M，Miloshevich L M，Turner D D，et al.Dry bias in Vaisala RS90 radiosonde humidity profiles over Antarctica.J Atmos Oceanic Technol，2008，25：1529-1541.

［25］ 李炬，舒文軍.北京夏季夜間低空急流特征觀測分析.地球物理學報，2008，51（2）：360-368.

《應用氣象學報》征稿簡則

《應用氣象學報》（雙月刊）是大氣科學理論與應用研究的綜合性學術期刊，主要刊登反映新理論與新技術在大氣科學中的應用，以及大氣科學理論與實踐相結合，應用于各個有關領域的研究論文、業(yè)務系統(tǒng)和研究簡報；國內(nèi)外大氣科學與應用氣象科學發(fā)展中的新動態(tài)與新問題的探討與評論；國內(nèi)外重要學術會議或研究、業(yè)務活動的報道；氣象書刊評介。

投稿要求和注意事項：

1.論點明確、文字精煉。摘要請按文摘四要素（目的、方法、結果、結論）撰寫，列出3～8個關鍵詞，作者姓名請附漢語拼音，所在單位請附中、英文全名、地名、郵編。要求中文摘要為200～400字，英文摘要為500個單詞左右（并請附對應的中文譯文）。

2.插圖請插入文中適當位置，要求準確、清晰、美觀。圖中物理量、單位請勿遺漏，中、英文圖題及說明寫在插圖下面。表格請采用三線表形式，并列出中、英文表題。

3.參考文獻請擇主要的列入，并請按文中引用順序標號。期刊書寫格式：作者.文章題目.刊名，年，卷（期）：起止頁.專著書寫格式：作者.書名.譯編者.出版地：出版社，出版年：起止頁.

4.計量單位請按《中華人民共和國法定計量單位》列出，已廢止的單位請換算成法定計量單位。

5.科技術語和名詞請使用全國自然科學名詞審定委員會公布的名詞。外國人名和地名，除常用者外請注原文。

6.網(wǎng)上投稿（http：∥qk.cams.cma.gov.cn）請同時寄送全體作者簽名的《承諾書》（請網(wǎng)上自行下載）。稿件自收到之日起，將在6個月內(nèi)決定刊用與否，來稿一經(jīng)刊登，酌情收取版面費，并酌付稿酬。

7.文中的數(shù)字及符號必須清楚無誤，易混淆的外文字母、符號，請標注文種，大、小寫，正、斜體，黑、白體，公式中的上、下標。

8.本刊已加入“中國學術期刊（光盤版）”、“萬方數(shù)據(jù)——數(shù)字化期刊群”和“中文科技期刊數(shù)據(jù)庫”。本刊所付稿酬包含光盤稿酬和刊物內(nèi)容上網(wǎng)服務報酬。凡向本刊投稿的作者（除事先聲明外），本刊視為同意將其稿件納入此兩種版本進行交流。

歡迎投稿。投稿請登錄qk.cams.cma.gov.cn。

地址：中國氣象科學研究院《應用氣象學報》編輯部，郵政編碼：100081；電話：（010）68407086，68408638；網(wǎng)址：qk.cams.cma.gov.cn；郵箱：yyqxxb＠cams.cma.gov.cn，yyqxxb＠163.com。

Evaluation of BJ-RUC System for the Forecast Quality of Planetary Boundary Layer in Beijing Area

Liu Mengjuan1）Chen Min2）

1）（Department of Atmospheric and Oceanic Science，Peking University，Beijing 100871）
2）（Institute of Urban Meteorology，CMA，Beijing 100089）

The performance of analyses and forecasts from BJ-RUC（Beijing Rapid Updated Cycling Analysis and Forecast System）are evaluated against the operational L-band radiosonde observations at Beijing Weather Observatory sounding station at 0800 BT，1400 BT and 2000 BT during the 2-month period of August 2010 and August 2011.From the results，it can be found that in Beijing Area，the detailed structure of the boundary layer revealed by the very high vertical resolution L-band radiosonde observations during the daytime，is generally well predicted by the model.However，systematical bias is also significantly identified.For the temperature profile，WRF model is capable of forecasting the thin layer with smaller temperature lapse rate below 400 m，while the whole boundary layer is forecasted with cold bias and warm bias at 1400 BT and 2000 BT for the boundary layer below 1 km.In addition，significant wet biases are also identified from the analyses and forecasts within the boundary layer.Overall，there are much larger systematical biases for forecasts within planetary boundary layer（PBL）than those in free atmosphere.

According to the L-band radiosonde observations，the prevailing PBL mountain breeze at night usually transits into the valley breeze in the morning（around 0800 BT），there after the SSW wind will be dominant in PBL below 1500 m during the afternoon（from 1400 BT to 2000 BT）in Beijing Area.The WRF model accurately predicts such kind of diurnal feature of PBL circulation，but the wind speed in the morning is under-predicted while over-predicted in the afternoon.The forecast performance for height of PBL at 1400 BT is also verified against those derived from radiosonde data.The forecasted daily variation tendencyof the height fits well with the observation during the evaluation period.But more or less，WRF model will over-predict the height under the circumstances of clear sky and light-mist，which could be partially ascribed to the feature of too strong vertical mixing in Yongsei University（YSU）PBL scheme utilized in the model.

planetary boundary layer（PBL）；L-band radiosonde；operational numerical weather forecast

劉夢娟，陳敏.BJ-RUC系統(tǒng)對北京夏季邊界層的預報性能評估.應用氣象學報，2014，25（2）：212-221.

2013-02-21收到，2014-01-20收到再改稿。

國家重點基礎研究發(fā)展計劃（2013CB430102），國家科技支撐項目（2008BAC37805）

*通信作者，email：mchen＠ium.cn