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1.
土壤湿度直接作用于植被的呼吸、蒸腾和各种化学反应,是生态气象学的重要的环境因素。降雨和蒸发作为土壤湿度的两个重要扰动因子,对其进行定性的理论分析及定量的数值分析具有重要意义,尤其在半干旱和干旱地区。蒸发对土壤湿度具有持续的耗散作用,可以视为连续的,而降雨作为湿度补充作用具有脉冲效应。为阐释降雨和蒸发对土壤湿度的影响,该文通过建立脉冲降雨—蒸发对土壤湿度响应模型,并对其进行定性分析,得到此微分方程系统的周期解的充分条件。在此基础上,通过Forcal对方程参数拟合,并以Maple作为数值分析工具,对此系统进行数值模拟。 相似文献
2.
土壤湿度初值对边界层物理量预报影响的分析 总被引：4，自引：2，他引：2
使用全球中期数值预报模式T213L31,对不同的土壤湿度初值对边界层物理量预报的影响进行敏感试验分析。试验表明土壤湿度初值的准确性非常重要,其变化导致模式计算的感热通量、潜热通量、地表温度和2m温度发生较大变化。而当使用与观测值相近的土壤湿度初值时得到的边界层物理量(如2m温度)更加准确。通过使用固定值与6h预报的背景场加权平均作为土壤湿度的初值,改进原有采用固定值的方法,经过检验模式系统,2m温度的预报误差明显减小。 相似文献
3.
用区域气候模式 (RegCM_NCC) 对江淮流域地区春季初始土壤湿度异常导致的区域气候效应进行了数值模拟分析, 结果表明:土壤湿度异常变化对区域降水的影响非常显著, 土壤湿度的正异常使得异常区域内降水增大, 地面空气增湿、蒸发加大, 与此相应, 地表气温迅速降低, 土壤湿度的负异常有与之相反的结果, 这种区域气候响应是通过改变地表辐射平衡及地-气系统能通量而实现的; 区域土壤湿度异常对短期气候的影响在一个月之内较明显, 它的影响可持续至以后的几个月, 但强度逐渐减弱; 区域土壤湿度异常的气候响应不仅仅局限于异常区域内部, 而且可以通过次级环流影响到其他区域的降水、温度等变化。 相似文献
4.
在无灌溉水和降水的情况下,因土壤蒸发、作物蒸腾等原因,农田土壤湿度一般来说是随时间不断下降的.但初冬季节德州气象局测量农田土壤湿度时,发现有本次测量数值大于前次测量数值的现象.本人对此现象进行了分析,发现有两方面的原因: 相似文献
5.
土壤湿度影响中国夏季气候的数值试验 总被引：10，自引：0，他引：10
利用"全球土壤湿度计划第2阶段"提供的土壤湿度资料强迫区域气候模式RegCM3,通过数值试验讨论了土壤湿度对东亚夏季气候模拟效果的影响。结果表明,合理考虑土壤湿度的作用,能够提高区域气候模式对中国夏季降水和2 m气温的空间分布型及逐日变化的模拟效果;模拟结果与观测的相关分析显示,降水和2 m气温的年际变化都得到了有效改进,这种改进在气温上尤为明显。不过上述改进具有区域依赖性。数值试验结果表明,气温对土壤湿度的敏感性强于降水,这也从一个侧面说明提高降水模拟效果的难度。总体而言,合理的土壤湿度能够提高区域气候模式对中国夏季气候的模拟能力。因此,合理描述土壤湿度的变化,是提高中国夏季气候预报技巧的潜在途径之一。 相似文献
6.
内蒙古典型草原区近40年气候变化及其对土壤水分的影响 总被引：18，自引：0，他引：18
分析气候变化对草原区土壤水分的影响对了解草原退化原因、恢复草原生态环境有重要的指导意义。根据近40年气象资料和近20年的土壤水分观测资料,利用线性趋势等数理统计方法,分析了内蒙古典型草原区气候变化趋势和对土壤水分变化的影响,得出内蒙古典型草原区近40年气候变化趋势与全球气候变化规律相似;影响土壤湿度的气象因子主要是降水和蒸发,温度通过影响蒸发而间接影响土壤湿度,蒸降差是分析气候变化对土壤水分影响的直观指标。气候变暖导致蒸发加剧,在降水增加不明显的条件下,加速了土壤干旱化程度。 相似文献
7.
利用中国1981—2007年土壤湿度资料、地面气象观测旬资料及东亚夏季风强度指数、NCEPⅡ再分析资料,通过诊断分析探讨了土壤湿度变化的敏感区——渭河流域土壤湿度异常与我国若干气候背景的联系。合成分析显示,渭河流域土壤湿度异常干年,中国北方中东部大部分地区土壤偏干,降水量偏少,蒸发皿蒸发偏强,空气相对湿度偏小,湿年反之;大气环流也呈完全相反的形势,干年亚洲中高纬位势高度距平分布西正东负,湿年反之。滞后相关分析表明,土壤湿度的变化可引起500 h Pa大气高度场的变化,从而使定常波的位置和强度发生变化,进而导致降水场的变化;渭河流域13—16旬土壤湿度与17—20旬500 h Pa大气环流表现出欧亚—太平洋遥相关(EUP)型,表明土壤湿度对大气的影响可通过大气遥相关的作用传播到其他区域;土壤湿度蒸发对低层大气水汽通量有正贡献,但这种贡献对产生降水所需的水汽而言是次要的,在我国中东部,前期土壤湿度对夏季降水的影响小,对秋季降水则有明显影响;渭河流域前一年秋季和当年春季土壤湿度与东亚夏季风强度指数显著正相关,表明秋季和春季陆面土壤湿度状况对东亚夏季风的强弱有正反馈的作用。 相似文献
8.
土壤湿度是陆面过程的重要参量,可以通过影响土壤本身的热力性质和水文过程,导致局部大气环流的改变以及区域性短期气候异常。青藏高原作为全球气候变化的敏感区,其地气间的水分与能量交换对亚洲季风和全球大气循环有着极大的影响,且高原地区的土壤水分数据能够为陆-气相互作用和数值模拟等研究提供重要的观测信息和初始输入数据。文中综述了青藏高原土壤湿度观测和研究对气候变化影响的重要性,高原土壤湿度观测站网建设现状,各种土壤湿度替代资料的适用性和评估研究,以及高原土壤湿度时空分布特征对降水的影响与气候变化响应,并提出了今后青藏高原土壤湿度研究着重解决的问题。 相似文献
9.
土壤湿度——一个跨季度降水预测中的重要因子及其应用探讨 总被引：25，自引：5，他引：20
阐述了土壤湿度对短期气候变化的重要作用,结合我国的业务现状提出亟需将这一因子应用于跨季度降水预测。通过将一个土壤湿度反演模型引入IAP跨季度气候预测系统,探讨了土壤湿度应用于季节降水预测的可行性及其效果。初步的个例分析表明:前期土壤湿度的异常分布对降水变化有较显著的影响,继续改进土壤湿度反演模型可望获得更好的降水预测效果。同时,提出的基于常规气象观测进行反演以获得大范围土壤湿度分布的办法在当前业务预测中具有很强的可操作性。 相似文献
10.
本文首先利用中国气象局国家气象信息中心提供的中国732个站点观测的土壤体积含水量,评估了CLM4.5（Community Land Model version 4.5）在CFSR（Climate Forecast System Reanalysis）近地面大气数据驱动下模拟的逐月土壤湿度（记为CLM4.5-CFSR）,然后基于CLM4.5-CFSR比较了皮尔逊相关法和自相关法计算得到的1980～2009年中国地区土壤湿度记忆性的区域及季节分布特征,量化了土壤湿度的记忆能力,研究了降水频率、降水强度和近地表气温分别对土壤湿度记忆性的影响。结果表明:CLM4.5-CFSR能较好地反映出大部分地区月时间尺度上土壤湿度的变化特征。两种方法描述的土壤湿度记忆性的空间分布特征相似,但季节特征不同。不同深度土壤湿度的记忆时长相差不大,在0.85～2.2个月不等,其中内蒙古东北部较大,新疆西南部较小。春季,较湿的土壤记忆性也较强。当降水频率较低时,其对蒸发速率较大的地区土壤湿度的记忆性影响很小,当降水强度较大时,它会迅速补充土壤散失的水分,破坏初始时刻土壤的干湿状态,引起其记忆性减弱。近地表气温变化主要通过影响土壤的蒸发过程减弱土壤湿度的记忆性。未来可利用气候模式开展数值敏感性试验对本文得到的结论进行机理研究,为进一步提高季节和季节内尺度的降水预报提供依据。 相似文献
11.
土壤-大气系统中蒸发过程的数值模拟 总被引：8，自引：0，他引：8
本文利用一维土壤-大气耦合数值模式,对土面蒸发过程进行了模拟研究。模式较好反映了蒸发过程三阶段的趋势特征,并试验了不同土壤性质、太阳辐射强度和地转风速对蒸发过程影响。模式还揭示了蒸发过程中,土面热量平衡各分量相互转换过程。 相似文献
12.
Water stored as part of the land surface is lost to evapotranspiration and runoff on different time scales,and the partitioning between these time scales is important for modeling soil water in a climate model.Different time scales are imposed on evapotranspiration primarily because it is derived from different reservoirs with different storage capacities, from the very rapid evaporation of canopy stores to the slow removal by transpiration of rooting zone soil moisture. Runoff likewise ranges in time scale from rapid surface terms to the slower base-flow. The longest time scale losses of water determine the slow variation of soil moisture and hence the longer time scale effects of soil moisture on precipitation. This paper shows with a simple analysis how shifting the partitioning of evapotranspiration between the different reservoirs affects the variability of soil moisture and precipitation. In particular, it is concluded that a shift to shorter time scale reservoirs shifts the variance of precipitation from that which is potentially predictable to unpredictable. 相似文献
13.
Monsoon depressions (MDs) constitute a large fraction of the total rainfall during the Indian summer monsoon season. In this study, the impact of high-resolution land state is addressed by assessing the evolution of inland moving depressions formed over the Bay of Bengal using a mesoscale modeling system. Improved land state is generated using High Resolution Land Data Assimilation System employing Noah-MP land-surface model. Verification of soil moisture using Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) and soil temperature using tower observations demonstrate promising results. Incorporating high-resolution land state yielded least root mean squared errors with higher correlation coefficient in the surface and mid tropospheric parameters. Rainfall forecasts reveal that simulations are spatially and quantitatively in accordance with observations and provide better skill scores. The improved land surface characteristics have brought about the realistic evolution of surface, mid-tropospheric parameters, vorticity and moist static energy that facilitates the accurate MDs dynamics in the model. Composite moisture budget analysis reveals that the surface evaporation is negligible compared to moisture flux convergence of water vapor, which supplies moisture into the MDs over land. The temporal relationship between rainfall and moisture convergence show high correlation, suggesting a realistic representation of land state help restructure the moisture inflow into the system through rainfall-moisture convergence feedback. 相似文献
14.
干旱及半干旱区土壤水热传输模式研究 总被引：26，自引：2，他引：24
本文发展了一个干旱地区土壤中水分及热量传输模式。首先从土壤孔隙内水汽运动研究入手,阐明了在土壤深层孔隙中水汽压与液面饱和值之间处在平衡态,而土壤表层则处在非平衡态,因而必要在计算表层蒸发的公式中引入必要的土壤表层阻力,才可使模式简单实用。在此基础上建立了考虑液态水及汽态水运动耦合的多层模式,并用HEIFE沙漠站的资料对模式进行了验证,结果表明此模式较好地再现土壤内及地气界面上的水热交换过程,并且也表明干旱地区土壤中水蒸汽输送对水分平衡及蒸发的计算是重要的。这种模式很易推广到气候研究的干旱土壤下垫面的模式中去。 相似文献
15.
李火青 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》2018,12(6):58-67
为研究陆面模型Noah-MP在沙漠下垫面的最优参数化方案组合,本文利用中国气象局塔克拉玛干沙漠气象野外科学试验基地观测数据,根据沙漠环境特征进行不同参数化方案组合的三组模拟实验,利用观测数据对10 cm土壤温湿度、感热、潜热通量模拟值对比分析得出最优组合。研究表明:第三组对10 cm的土壤温度模拟效果最好,主要原因是Chen97感热交换系数和全网格二流近似(gap=0)辐射传输方案比较符合沙漠的环境特征。三组试验对土壤湿度模拟效果差,其主要原因是沙漠的土壤信息未能体现在模式中,第二组选择CLM方案对土壤类型影响蒸发方面有一定考虑,其模拟结果相对较好。对于感热通量,第一、二组模拟值在波峰存在高估,尤其是第二组模拟值在降水后出现了明显低估情况,第三组模拟效果最好,主要得益于选择了感热交换系数Chen97方案,能够较为真实的刻画Ch变化特征。潜热通量在四个特征量中模拟效果最差,主要原因是沙漠土壤水分极低,观测降水和实际进入土壤的水量有差异,另外没有植被和植物根系,模式无法准确计算土壤蒸发和植被蒸散。根据统计分析和泰勒图可知,第三组能够更好地还原沙漠区域的陆面过程。 相似文献
16.
A NUMERICAL STUDY ON THE MEDIUM-RANGE RESPONSES OF THE ATMOSPHERE TO THE ABNORMAL SOIL MOISTURE* 
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下载免费PDF全文 By employing the improved T42L9 spectral model introduced by NMC (Beijing) from ECMWF and utilizing the FGGE-IIIb data covering the period of 14-19 June 1979, the atmospheric responses to the abnormal soil moisture during the medium-range period have been studied numerically. According to the initial field at 12 GMT 14 June, a five-day numerical experiment under different conditions of the soil moisture has been carried out respectively. The monthly mean climatological soil moisture for June has been used in the control experiment in the initial time and it changes with time according to the moisture budget equation at the land surface. Comparing with the experiments with dry or wet soil. one can conclude that: 1) Source of precipitation over continents in summer consists of the land-surface evaporation and the moisture transfer from oceans. Their intensities are comparable during the medium-range time scale when the soil evaporates its moisture sufficiently. Therefore, the soil moisture can influence the global precipitation and the general circulation significantly; 2) By influencing the thermodynamic difference between land and sea,the soil moisture can change the intensity of monsoon and precipitation distribution; 3) The response of the atmosphere to the abnormal soil moisture has the characteristics of geographical distribution and nonlinear interactions; 4) Human activities on the world can influence the environment greatly. 相似文献
17.
1.IntroductionUnsaturatedsoilwaterflowisaflowwherewaterisnotfullofsoilhole,whichisanimportantformofflowinporousmedia.Predictionofanunsaturatedflowisprovidedwithsignificanceinmanybranchesofscienceandengineering.Theseincludeatmosphericscience,soilscien... 相似文献