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Evaluating the impacts of land use and land cover changes on surface air temperature using the WRF-mosaic approach 总被引：1，自引：0，他引：1 
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下载免费PDF全文 如何量化土地利用/覆盖变化(LUCC)对区域气候的影响,是人类活动影响气候变化研究中的一个难点。本文利用卫星遥感反映过去三十年东亚区域土地利用变化数据,基于Mosaic近似考虑土地利用及其变化次网格尺度过程,量化了LUCC对地表辐射收支及气温的影响。过去三十年土地利用/覆盖变化对东亚区域总体呈降温效应(中国东部地区增温效应),LUCC导致的地表反照率变化影响地表辐射收支,中国和东亚区域的辐射强迫分别为-0.56 W m~(-2)和-0.50 W m~(-2)。 相似文献
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有序人类活动造成的土地利用变化对区域降水的可能影响 总被引：6，自引：4，他引：2
人类社会发展主要通过土地利用变化和温室气体排放两种途径影响着气候环境,因此,完善的气候模式需要从这两方面与社会经济学模式进行耦合。作者从土地利用变化的角度出发,引入系统动力学模型预测的土地利用数据库资料,并利用该资料动态地修正区域气候模式的下垫面地表覆盖类型,实现了社会经济学模式与区域气候模式的单向耦合。在此基础上,利用耦合的区域环境系统集成模式（RIEMS 2．0）,将社会经济稳定发展和高速发展两种驱动情景下不同时段的土地利用资料,分别进行数值模式运行。最后根据得出的预测结果,从降水的空间分布和时间演变等方面分析了未来50年中国气候可能的年代际演变特征,同时对土地利用变化影响区域气候的机理进行了探讨。
主要研究结果表明,区域气候变化尤其是区域降水对土地利用变化的响应较为敏感,而且土地利用变化引起的气候效应不仅局限于土地利用发生改变的区域,因此,研究土地利用变化对区域环境的影响要综合考虑其区域分布以及各区域的变化程度。长时间的气候预测研究,在气候模式中耦合社会经济学模式是必要的。仅考虑土地利用的变化,未来50年华南地区年降水量将呈现减少的趋势,北方地区的年降水量在2010。年左右将呈现增长的趋势,且增长的趋势可能持续到2050年。预测结果同时显示,西部干旱半干旱区沙漠绿化,增加东北及内蒙古西部地区的森林面积,华北地区退耕还草等措施对北方地区年降水量的增加是有益的。同时,对应西部沙漠面积扩大,华北地区城市用地增加,东北及内蒙古西部地区林地退化以及华南地区林地增加等土地利用的变化,北方的干旱化趋势会进一步加剧。土地利用变化可以引起气候模式下垫面参数中的地表反照率、粗糙度等发生改变,变化的地表覆盖类型与大气的能量和水分通量交换差异作用于大气的流场和温度场等要素,从而改变了区域的气候环境。 相似文献
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利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式,采用1981年、1990年、2000年、2010年卫星遥感地表分类数据,模拟分析了黄河源区若尔盖高原典型年份真实地表植被覆盖变化对2010年区域气候的影响。得到以下主要结论:1)对于地表能量,植被覆盖变化对潜热影响较显著,较为显著的气候响应是地表温度的变化,且局地地表温度变化较区域平均温度变化明显。2)蒸腾效率和反照率会改变地表温度,但它们的相对重要性随季节和地点而变化,在夏季,若尔盖高原蒸腾效率改变对温度的影响大于反照率的作用。3)植被覆盖度变化在低层对温湿度均有影响,在中高层仅对温度有较小扰动。 相似文献
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反演寿县TMI微波频率的地表比辐射率(英) 总被引：1，自引：0，他引：1
利用一个微波辐射传输模式,晴天下的大气探测廓线,地面的部分观测资料以及卫星观测的亮温,计算了淮河流域能量和水循环实验(HUBEX)中,寿县地区的热带降雨观测卫星微波成像仪(TRMM/TMI)微波频率的地表比辐射率。通过比较所计算的微波地表比辐射率随地表状况的改变,发现地表微波比辐射率随地表状况的变化存在敏感性,并且其变化是合理的。本文中,地表肤温设定等于地表空气温度,并且仅计算了寿县的地表比辐射率,在HUBEX区域上的地表比辐射率的计算需要更多的观测资料。 相似文献
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利用一个微波辐射传输模式，晴天下的大气探测廓线，地面的部分观测资料以及卫星观测的亮温，计算了淮河流域能量和水循环实验(HUBEx)中，寿县地区的热带降雨观测卫星微波成像仪(TRMM／TMI)微波频率的地表比辐射率。通过比较所计算的微波地表比辐射率随地表状况的改变，发现地表微波比辐射率随地表状况的变化存在敏感性，并且其变化是合理的。本中，地表肤温设定等于地表空气温度，并且仅计算了寿县的地表比辐射率，在HUBEx区域上的地表比辐射率的计算需要更多的观测资料。 相似文献
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RegCM3 CORDEX东亚试验模拟和预估的中国夏季温度变化 总被引：1，自引：1，他引：0
按照CORDEX (COordinated Regional Downscaling Experiment) 计划试验设计要求,利用中国科学院大气物理研究所全球模式FGOALS-g2的数据驱动区域气候模式RegCM3,针对1986~2005年历史气候和2010~2065年RCP8.5排放情景下气候预估,对东亚地区进行了50 km动力降尺度模拟。首先评估了RegCM3模式及驱动模式FGOALS-g2对1986~2005年夏季中国地表气温和极端高温事件的模拟能力,然后比较了两个模式在RCP8.5排放情景下对中国夏季地表气温和极端高温事件预估的变化,重点分析了动力降尺度结果的优势。结果表明,两个模式均能合理再现夏季中国地表气温和极端高温事件的大尺度气候态特征。相对于全球模式,区域模式由于水平分辨率较高,能在刻画地表气温分布的细节上体现出优势。在RCP8.5排放情景下,两个模式预估的三个地表气温指标均显著升高,到21世纪中期 (2046~2065年),两个模式预估的全国平均地表气温增幅相当,气温日较差变化均较小。在FGOALS-g2模式预估中,到21世纪中期,三个地表气温指标的增幅相当,气温日较差没有明显变化,东北和青藏高原的地表气温增幅最大。在RegCM3模式预估中,到21世纪中期,中国大部分地区日最高气温 (Tmax) 增幅大于日最低气温 (Tmin) 增幅,气温日较差增加;而在青藏高原西部,Tmax的增幅较Tmin偏低,气温日较差减小。在RCP8.5排放情景下,两个模式预估的极端高温事件到21世纪中期也显著增加,RegCM3模式预估的极端高温事件全国平均增幅略高于FGOALS-g2模式的预估。在两个模式的预估中,日最高气温最大值 (TXx)、暖昼指数 (TX90p) 和持续暖期指数 (WSDI) 变化的空间分布特征与Tmax相似;和当代相比TX90p增加了60%以上,而WSDI增加了一倍以上。 相似文献
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复杂地形对计算地表太阳短波辐射的影响 总被引：18，自引：2，他引：16
首先利用数字高程数据(DEM)、大气辐射传输模式6S以及野外观测资料计算了复杂地形(青藏高原)上地表入射太阳辐射,然后计算不考虑地形产生的地表辐射的计算误差,对误差进行归一化后得到相对辐射误差.结果显示,相对辐射误差的标准差(即相对地表辐射计算误差绝对值的统计平均值) Se随太阳天顶角的增加呈指数增长,随高度标准差的增加几乎呈线性增长,随数字高程数据的分辨率(或卫星资料的分辨率)降低而降低.利用分步拟合方法拟合了Se随太阳天顶角、高度标准差和数字高程分辨率的变化.利用拟合方程可以计算任意地形条件下,不同分辨率的卫星(或数字高程)资料在不同太阳天顶角情况下,不考虑地形复杂性产生的平均地表入射太阳辐射的计算误差,结果表明,使用中分辨率的卫星(如MODIS)资料计算地表太阳净辐射时,需要考虑地形复杂性. 相似文献
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不同下垫面数据和城市冠层参数化方案对江苏气温影响的个例分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用中尺度数值模式WRF,分别选用新旧两种下垫面资料和不同城市冠层模型设计试验,以江苏一次秋末高温天气个例(2014年11月20—21日)为背景,研究城市化进程对气温的影响和可能机制。将模式结果与江苏国家气象观测站和地面加密区域自动站观测资料进行对比,并分析3组试验结果发现:(1)采用BEP城市方案对2 m气温、2 m相对湿度和10 m风速等物理量的日变化模拟最优。(2)相比USGS数据,MODIS较新地表覆盖变化数据能更真实反映研究区域当前地表类型分布情况,且能提高近地面风温湿要素空间分布的模拟。(3)分析不同试验模拟的地表能量平衡过程差异,发现相比UCM单层城市冠层方案,BEP多层城市冠层方案在白天能更好模拟出城市地区的温度升高以及相对应的地表感热通量和地面热通量的增加。 相似文献
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中国高分辨率地表粗糙度分布研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用2010年欧洲空间局(ESA)最新发布的高分辨率全球土地覆盖卫星观测数据,研究中国地区的地表粗糙度分布。参考两个常用气象模式CALMET和WRF中有关土地覆盖类型与地表粗糙度的分配方案,分别建立ESA土地覆盖类型数据与地表粗糙度的映射关系,编制了水平分辨率约300 m的中国地表粗糙度分布,并与实际观测数据进行比较分析。结果表明:(1)使用ESA土地覆盖类型数据有利于反映地表粗糙度更细致的空间分布,但无法反映城市区域内部的粗糙度变化;(2)基于CALMET模式的映射关系给出的地表粗糙度数值系统偏高;(3)基于WRF模式的映射关系能够给出更合理的地表粗糙度,与实际观测更相符,并可部分反映地表粗糙度的季节变化。 相似文献
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The Statistical Significance Test of Regional Climate Change Caused by Land Use and Land Cover Variation in West China 总被引：1，自引：0，他引：1
The West Development Policy being implemented in China is causing significant land use and land cover （LULC） changes in West China. With the up-to-date satellite database of the Global Land Cover Characteristics Database （GLCCD） that characterizes the lower boundary conditions, the regional climate model RIEMS-TEA is used to simulate possible impacts of the significant LULC variation. The model was run for five continuous three-month periods from 1 June to 1 September of 1993, 1994, 1995, 1996, and 1997, and the results of the five groups are examined by means of a student t-test to identify the statistical significance of regional climate variation. The main results are： （1） The regional climate is affected by the LULC variation because the equilibrium of water and heat transfer in the air-vegetation interface is changed. （2） The integrated impact of the LULC variation on regional climate is not only limited to West China where the LULC varies, but also to some areas in the model domain where the LULC does not vary at all. （3） The East Asian monsoon system and its vertical structure are adjusted by the large scale LULC variation in western China, where the consequences are the enhancement of the westward water vapor transfer from the east oast and the relevant increase of wet-hydrostatic energy in the middle-upper atmospheric layers. （4） The ecological engineering in West China affects significantly the regional climate in Northwest China, North China and the middle-lower reaches of the Yangtze River; there are obvious effects in South, Northeast, and Southwest China, but minor effects in Tibet. 相似文献
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Yulong Ren Yaohui Li Zhaoxia Pu Tiejun Zhang Haixia Duan Wei Wang 《Acta Meteorologica Sinica》2018,32(5):758-767
Biogeophysical effects of land use and land cover (LULC) changes play a significant role in modulating climate on various spatial scales. In this study, a set of recent LULC products with a spatial resolution of 500 m was developed in China for update in RegCM4 (regional climate model version 4). Two sets of comparative numerical experiments were conducted to study the effects of LULC changes on near-surface temperature simulation. The results show that after LULC changes, areas of crops and mixed woodlands as well as urban areas increase over entire China, accompanied with greatly expanded mixed farming and forests/field mosaics in southern China, and reduced areas of 1) irrigated crops and short grasses in northern China and the Tibetan Plateau, and 2) semi-desert and desert in northwestern China. Improvements in the LULC data clearly result in more accurate simulations of the near-surface temperature. Specifically, increasing latent heat and longwave albedo due to enhanced LULC in certain areas lead to reduction in land surface temperature (LST), while changes in shortwave albedo and sensible heat also exert a great influence on the LST. Overall, these parameter adjustments reduce the biases in near-surface temperature simulation. 相似文献
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A numerical experiment study for effects of the grassland desertification on summer drought in North China 总被引：2，自引：2，他引：0
1IntroductionDManyobservationsandstudiesindicatethatthesummerrainfallinNorthChinadecreasessignificantlyduringrecenttwentyyears.Theobviousreductiontendencycanbeseenfromthevariationofpercentageofsummerrainfallanomaly(June--August)intheplainofNorthChina... 相似文献
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Simulation of Effects of Grassland Degradation on Regional Climate over Sanjiangyuan Region in Qinghai-Tibet Plateau 总被引：1，自引：0，他引：1 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 Regional climate model （RegCM3） was applied to explore the possible effects of land use changes （e.g., grassland degradation in this study） on local and regional climate over the Sanjiangyuan region in the Qinghai-Tibet Plateau. Two multiyear （1991-1999） numerical simulation experiments were conducted： one was a control experiment with current land use and the other was a desertification experiment with potential grassland degradation. Preliminary analysis indicated that RegCM3 is appropriate for simulating land- climate interactions, as the patterns of the simulated surface air temperature, the summer precipitation, and the geopotential height fields are consistent with the observed values. The desertification over the Sanjiangyuan region will cause different climate effects in different regions depending on the surrounding environment and climate characteristics. The area with obvious change in surface air temperature inducing by grassland degradation over the Sanjiangyuan region is located in the Qinghai-Tibet Plateau. A winter surface air temperature drop and the other seasons＇ surface air temperature increase will be observed over the Qinghai-Tibet Plateau based on two numerical simulation experiments. Surface air temperature changes in spring are the largest （0.46℃）, and in winter are the smallest （smaller than 0.03℃）, indicating an increasing mean annual surface air temperature over the Qinghai-Tibet Plateau. Surface air temperature changes will be smaller and more complex over the surrounding region, with minor winter changes for the regions just outside the plateau and notable summer changes over the north of the Yangtze River. The reinforced summer heat source in the plateau will lead to an intensification of heat low, causing the West Pacific subtropical high to retreat eastward. This will be followed by a decrease of precipitation in summer. The plateau＇s climate tends to become warm and dry due to the grassland degradation over the Sanjiangyuan region. 相似文献
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中国农田下垫面变化对气候影响的模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
使用同期的美国国家环境预报中心/能源部(NCEP/DOE)再分析资料驱动区域气候耦合模式AVIM-RIEMS2.0,从遥感卫星图像资料中获取3期中国土地利用/覆盖数据中的农田植被类型,将其分别引入到AVIM-RIEMS2.0模式进行积分,研究中国农田下垫面变化对东亚区域气候的影响。结果表明:中国农田变化对气候影响具有冬季弱、夏季强的季节性变化,夏季气温和降水的差异在一些地区通过了95%的显著性检验;20世纪80年代农田扩张,林地、草地为主的植被类型转化为农田,植被变化区域的叶面积指数降低,反照率升高,且通过了95%的显著性检验,使得中国东部地区的气温由南到北呈现增加—减少—增加—减少的相间变化趋势,而降水的变化趋势大体相反;20世纪90年代农田面积减少,除东北地区外,农田变化引起的植被变化与80年代基本相反,叶面积指数变化、反照率以及由此导致的气候各要素也呈现大体相反的变化趋势;不同时期农田变化引起的植被类型转化的差异,使850 hPa风场变化趋势基本相反,可能是导致气温和降水变化趋势差异的主要原因之一。 相似文献
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Simulations of Water Resource Changes in Eastern and Central China in the Past 130 Years by a Regional Climate Model 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 Anthropogenic influences on regional climate and water resources over East Asia are simulated by using a regional model nested
to a global model. The changes of land use/land cover (LULC) and CO2 concentration are considered. The results show that variations of LULC and CO2 concentration during the past 130 years caused a warming trend in many regions of East Asia. The most remarkable temperature
increase occurred in Inner Mongolia, Northeast and North China, whereas temperature decreased in Gansu Province and north
of Sichuan Province. LULC and CO2 changes over the past 130 years resulted in a decreasing trend of precipitation in the Huaihe River valley, Shandong Byland,
and Yunnan-Guizhou Plateau, but precipitation increased along the middle reaches of the Yangtze River, the middle reaches
of the Yellow River, and parts of South China. This pattern of precipitation change with changes in surface evapotranspiration
may have caused a more severe drought in the lower reaches of the Yellow River and the Huaihe River valley. The drought trend,
however, weakened in the mid and upper reaches of the Yellow River valley, and the Yangtze River valley floods were increasing.
In addition, changes in LULC and CO2 concentration during the past 130 years led to adjustments in the East Asian monsoon circulation, which further affected
water vapor transport and budget, making North China warm and dry, the Sichuan basin cold and wet, and East China warm and
wet. 相似文献
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Land use and land cover interact with atmospheric conditions to determine current climate conditions, as well, as the impact
of climate change and environmental variability on ecological systems. Such interactions are ubiquitous, yet changes in LULC
are generally made without regard to their biophysical implications. This review considers the potential for LULC to compound,
confound, or even contradict changes expected from climate change alone. These properties give LULC the potential to be used
as powerful tools capable of modifying local climate and contributing significantly to the net impact of climate change. Management
practices based modifications of LULC patterns and processes could be applied strategically to increase the resilience of
vulnerable ecological systems and facilitate climate adaptation. These interventions build on the traditional competencies
of land management and land protection organizations and suggest that these institutions have a central role in determining
the ecological impact of climate change and the development of strategies for adaptation. The practical limits to the use
of LULC-based tools also suggest important inflection points between manageable and dangerous levels of climate change. 相似文献
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基于统计年鉴和MODIS的中国区域土地利用/覆盖变化特征研究 总被引：3，自引：0，他引：3
土地利用/覆盖变化(Land Use/Cover Change,LUCC)是影响区域气候变化不可忽略的因素,然而目前还没有十分可靠的土地利用/覆盖数据,因此其对气候变化影响的研究存在很大不确定性。基于此,利用中国统计年鉴(简称年鉴)和中分辨率成像光谱仪(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)遥感观测资料,以行政区为研究单元对3种典型土地利用/覆盖类型(森林、城市和农田)的变化进行了比较分析。结果表明:(1)2004~2011年,年鉴和MODIS森林覆盖率在中国各省(市、区)的分布和变化整体一致性较好,年鉴和MODIS数据都显示全国大部分省(市、区)份的森林覆盖率均有不同程度的增加,而仅MODIS数据中的北京、天津、吉林、黑龙江、上海、江苏森林覆盖率降低。MODIS数据能准确反映森林总体覆盖情况,由于类别精度不够,对单种森林类型及变化的描述存在较大误差。(2)年鉴表明中国东部城市建成区覆盖率及其增长远高于西部地区,黄淮海地区、东南部沿海地区城镇用地呈现加速扩张趋势,符合实际情况。但MODIS数据没有表征出中国区域近10年来的快速城市化进程,可能原因是城市面积较小,且地面地物分布复杂,受空间分辨率的限制,在离散的不集中的区域MODIS数据的土地覆盖类型分类精度较低,导致监测不到新城市的扩张。(3)MODIS农田面积和年鉴农作物播种面积、有效灌溉面积覆盖率的数值和空间分布均有较好的一致性,均是黄淮海地区覆盖率最大。但在2001~2011年,3种数据变化量的差异较大,尤其东部省(市、区)份,MODIS农田面积和年鉴有效灌溉面积增加,而年鉴农作物播种面积减少。(4)2004~2011年中国土地利用类型变化中年鉴城市建成区的变化速率最大(6.25%),其次为森林;耕地由于总量大,变化部分所占的比例较小,因而MOIDS农田及年鉴农作物播种面积和有效灌溉面积的变化速率均较小。 相似文献
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中国近代土地利用变化对区域气候影响的数值模拟 总被引：26，自引：1，他引：26
利用国家气候中心改进的高分辨率区域气候模式(RegCM-NCC)模拟研究了中国近代历史时期土地利用/覆盖变化对中国区域气候的影响,模拟结果显示,1700年以来,以森林砍伐、草地退化及相应耕地面积扩大为主的土地利用变化可能对中国区域降水、温度产生了显著影响。1700—1900年期间,由于土地利用的变化使华北、西南等地区降水呈减少趋势,其他区域变化不明显,但近50年来却使长江中下游地区、西北、东北部分地区降水有所增加。1700—1800年间的土地利用变化使得除东北及长江流域地区外的大部分地区温度呈下降趋势,1900年以后有所升高,特别是近50年来中国大部分区域平均气温升高,与这一时期由于大气中温室气体排放浓度增加造成的温度升高相一致。另外,土地利用变化不仅使大气温度、湿度发生变化,还可引起基本流场的变化,使东亚冬、夏季风气流有所增强,这主要是由于植被变化改变了地面温度,使海、陆温差进一步增大的结果。因此,土地利用变化对区域尺度气候变化的影响是不容忽视的。 相似文献