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陆面过程对气候影响的数值模拟:SSiB与IAP/LASG L9R15 AGCM耦合及其模式性能 总被引：18，自引：2，他引：16
利用陆面过程模式 SSi B与 IAP/LASG发展的 L9R1 5AGCM的耦合 1 0 a积分试验 ,研究了全球尺度大气与地表的水分和能量交换以及陆地与大气环流和气候的相互作用。模拟表明 :SSi B模式可模拟出陆地上较为真实的表面通量及其日变化 ,较好地定量描述土壤 -植被 -大气连续体系 ( SPAC)中能量和水分的传输过程。因此 ,将其引入气候模式中能够模拟出比 CTL- AGCM更合理的气候平均状态、水汽分布以及水汽输送的气候特征 ,特别是亚洲夏季风水汽输送独特的地域性 ,再现了大气环流 ,尤其是陆面气候的基本特征。并指出 ,陆面过程参数化的引进及其陆面状况的变化显著地改善了全球陆地上的水分平衡状况。利用改进的再循环降水模式 ,进一步研究了陆面过程参数化明显改进降水模拟的物理机制。指出全球陆地 ,特别是盛夏北半球干旱、半干旱地区的再循环降水率明显减小 ,与陆面上表面潜热通量的显著减小区一致 ,从而克服了许多未耦合陆面过程的 AGCMs因对地表水过程非常简单地参数化导致的普遍存在着整个陆地降水偏高 ,改善了全球陆地上的水分平衡状况。因此 ,在充分耦合的陆气环流模式中模拟的降水分布与实况接近。 相似文献
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在稀疏植被区陆面过程遥感参数化基础上,利用MODIS/500m分辨率的资料反演黄土高原2007年5～10月陆面过程的特征参数。分析得出:(1)受多种气候系统的影响,黄土高原降水、植被分布以及土壤湿度等存在南北、东西差异,导致反照率呈现出从东南到西北部逐渐增加的趋势;5～10月,频率峰值所对应的反照率值呈现出先降低后增加的特征,到7月反照率值达到最低。(2)由于土壤湿度和植被覆盖度空间分布的差异,出现了3种反照率和能量分布型,即宽频低峰型、高频窄峰型和多峰型分布。(3)由于2007年8～10月黄土高原降水量比较充沛,大部分区域的土壤湿度都在60%以上,使得净辐射量、感热通量、潜热通量频率分布比较集中。 相似文献
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陆地表层水分的盈缺直接关系到局地气候变化.本文利用黄土高原塬区初夏至盛夏期两次陆面过程野外试验(LOess Plateau land surface process field EXperiment 2005,LOPEX05和LOPEX06)的野外试验观测资料,分析了试验期间黄土高原白庙塬区不同下垫面的水分蒸散和表层土壤水分盈缺状况.结果表明:在土壤水分比较充足的条件下,植被蒸腾增加量在正午时的峰值为0.05 mm·h-1,而较大降水发生后的首个晴日.冬小麦地和裸地的蒸散分别可达4.60 mm·d-和3.70 mm·d-1.局地降水是影响陆面蒸散量变化的主要因素,而植被冠层的存在增加了陆面蒸散发量中的植物蒸腾量值.2006年4月下旬到7月中旬,裸地的水分缺失为16.3 mm·m2,冬小麦地的水分缺失为39.9mm·m2.其中缺失最严重的时间段为5月下旬到6月上旬,最大旬缺失量达16.5 mm·m2,7月上旬和中旬,由于降水季节来临,土壤水分有少量盈余.在2005年7月中旬至8月下旬,玉米地和裸地的水分盈余分别为17.9 mm·m2和25.3 mm·m2.不同时间尺度的统计均表明,降水不仅是影响陆面蒸散量的主要因素,而且也是表层土壤水分盈缺的决定性因子. 相似文献
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陇中黄土高原陆面辐射分量年际变化及其对气候波动的响应 总被引：1，自引：1，他引：0
本文利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL站)2006—2012年陆面过程观测资料以及榆中站气象资料,分析了陆面各辐射收支分量对于气候波动的响应,并且研究了地表反照率年际波动变化,讨论了各陆面过程参数对于黄土高原气候背景年际波动的反馈。并且根据黄土高原降水类型将全年分为冬夏半年讨论,以得到更为显著的年际变化特征和相关关系。结果显示,2006—2012年气温降水的趋势与近年来黄土高原暖干化总趋势相吻合。地表浅层土壤湿度和温度都与气温、降水呈现很好的响应。气候因素的综合影响是地表反照率变化波动的原因。通过冬夏半年资料区分探究得到,长波辐射分量与气候要素的相关较短波辐射分量与气候要素的相关性更强。但总体而言,陆面过程对于该地区气候背景波动的响应机制是较为复杂的。 相似文献
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使用WRF中尺度数值模式, 分别选用两种不同的边界层参数化方案 (MYJ, YSU) 和3种陆面参数化方案 (SLAB, Noah, RUC), 对2004年7月1日08:00—7月4日20:00 (北京时) 北京地区夏季边界层结构进行1 km的高分辨模拟。对比分析了近地面层风场、温度场以及边界层的日变化特征, 结果发现:WRF模式基本模拟出了北京夏季边界层的日变化特征; 在边界层方案中, MYJ方案描述的边界层结构较YSU方案合理; Noah陆面模式较好地反映了城市的热岛效应; 无降水时, 风速及边界层高度对于陆面过程不敏感, 而降水发生后, 陆面过程对于边界层结构的影响增大; 各方案模拟的城区风速明显偏大, 这是因为没有充分考虑城市建筑物的阻力作用。 相似文献
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以吉林省为例,利用该省1952—2010年森林火灾(简称林火,下同)次数资料和全省气象站资料,分析该省林火次数时间变化特征及其与气象条件的关系,利用水分平衡法和统计回归方法建立林火次数气候影响评价模型并对其进行比较;在此基础上,利用水分平衡模型建立林火指数时间变化序列。结果表明,林火次数与降水、相对湿度、气温、风速等气象因子关系密切,水分平衡模型的气候影响评价效果优于统计回归模型;近62 a来吉林省林火指数和次数均呈增加趋势,表明气候变化有利于林火发生;2000年之后进入春、秋季林火多发期。 相似文献
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黄土高原农田种植结构的改变对陆面能量和水分交换、区域蒸散发等产生影响,不同作物下垫面复杂的水热耦合机制在黄土高原陆-气相互作用中起着重要作用。本文利用陇东黄土高原2019-2021年共计34个月的观测数据,结合耦合了作物模块的通用陆面模式(Community Land Model with BGC Biogeochemistry and prognostic crop,CLM5.0-BGCCROP)对黄土高原不同作物下垫面(冬小麦、玉米、苹果林地)的陆面特征进行离线单点模拟,以验证CLM5.0陆面过程模式在黄土高原农田地区的模拟能力,对比分析不同作物下垫面土壤温湿度和地表能量通量的差异。结果表明：(1)CLM5.0对土壤温湿度特征的模拟效果较好,平均均方根误差分别小于2.5℃和0.1 m3·m-3,小麦地土壤温度模拟值偏高,玉米地和苹果林地土壤温度模拟存在冷偏差。生长期在旱期的冬小麦造成土壤干燥的程度大于玉米,苹果林地因根系丰富,吸收了更多的土壤水,使土壤整体更加干燥。(2)模拟偏差一部分是由于在模式中将作物下垫面设置为单一作物类型(冬小麦、... 相似文献
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利用黄土高原半干旱区＂定西陆面过程综合观测试验站＂2004年11月至2005年10月的各种陆面物理量综合资料,比较系统地研究了黄土高原半干旱区土壤温度、降水量、地表反照率、地表辐射分量和能量平衡分量的年变化和日变化特征及其影响机制。结果显示,黄土高原陆面过程特征与其他地区有很大不同。土壤温度变化向下传播速度约为2.5~3.5 h/10cm;地表反照率随土壤湿度的增大而减小,两者的相关系数达到了0.5338;而地表反照率随降雪量增大而增大,与降雪量的相关系数为0.6645;长波辐射年最大值出现的时间比总辐射迟1个月左右,年平均日变化中地表和大气对太阳辐射加热大约需要1个小时的响应时间;潜热通量夏季是冬季的5倍多,感热通量有了两个比较明显的峰值,潜热通量、感热通量和土壤热通量的日峰值比净辐射滞后30 min~1 h。 相似文献
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耦合不同陆面方案的WRF模式对2007年7月江淮强降水过程的模拟 总被引：10，自引：2，他引：8
利用WRF模式, 分别选用不同陆面参数化方案 (SLAB、 RUC、 NOAH、 UCM) 对2007年7月7～8日的江淮暴雨进行数值模拟试验, 模拟结果的对比分析表明: 虽然主要雨带的基本位置和大致走向受陆面方案的影响并不大, 但是降水强度的分布对陆面物理过程是敏感的, 耦合陆面方案比不耦合陆面方案的模拟效果更接近实况; 不同陆面方案模拟的降水量均较实况偏小, 然而由于考虑的要素和物理过程存在一定差异, 它们对降水的中心落点、 雨量值、 降水日变化、 降水类型以及降水条件的模拟各有所长; 特别值得指出, TRMM资料与4种方案的模拟结果均反映出本次降水日变化过程中夜间的峰值特征, 这是短时降水 (1～3 h) 和持续性降水 (≥6 h) 的综合反映, 而凌晨后的降水则主要由持续性降水造成; 在各种试验的综合比较中, NOAH方案较其他方案的模拟结果显得更稳定与合理, UCM方案针对城市下垫面的模拟有一定优越性。 相似文献
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Experimental study of the imbalance of water budget over the Loess Plateau of China 总被引：1，自引：0，他引：1 
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下载免费PDF全文 The imbalance of land-surface water budget was discovered in past studies, but there have been few further investigations
on the relevant causes. To probe into the problem, annual variations of precipitation and land-surface evapotranspiration
were analyzed by using the historical observation data from a comprehensive land-surface observation base of LOPEX (Loess
Plateau Experiment). A remarkable imbalance in the land-surface water budget was found, and the total annual imbalance reached
20.6%. Then, the impact factors related to additional water budget components and observational methods were studied. The
total annual imbalance could be reduced to 3.8% by using a combination of compensated land-surface water budget components
and the surface evapotranspiration values obtained from the large-scale weighing lysimeter rather than from the eddy correlation
method. 相似文献
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The imbalance of land-surface water budget was discovered in past studies, but there have been few
further investigations on the relevant causes. To probe into the problem, annual variations of precipitation
and land-surface evapotranspiration were analyzed by using the historical observation data from a comprehensive
land-surface observation base of LOPEX (Loess Plateau Experiment). A remarkable imbalance in
the land-surface water budget was found, and the total annual imbalance reached 20.6%. Then, the impact
factors related to additional water budget components and observational methods were studied. The total
annual imbalance could be reduced to 3.8% by using a combination of compensated land-surface water budget
components and the surface evapotranspiration values obtained from the large-scale weighing lysimeter
rather than from the eddy correlation method. 相似文献
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An observational study has been conducted concerning atmospheric dewfall and fog-droplet deposition with application to the formation and maintenance of fog layers. The relationship between dew and fog is discussed together with the challenges and requirements to measure representative values of their deposition to the surface. A practical instrument developed at the UK Met Office Research Unit, Cardington, is described. The instrument is a small portable device that uses a load cell to measure the weight of a pan upon which various types of natural and artificial canopies can be placed, and can measure dewfall and fog-droplet deposition to an accuracy of 0.0005 mm. Dewfall results from this device are shown for a selection of nights under varying conditions. On a given night the overriding factor determining the amount of dew deposition appears to be location. Several dewmeter devices were placed at different locations around the 18 ha Cardington field site for various clear nights and it was found that dew amounts varied significantly, depending on location: canopies with a more open aspect experienced more deposition by up to a factor of two. The results also suggest that the hygroscopic effect of a canopy, whereby water is absorbed into the canopy and topsoil layer before dew formation begins, is also important for the removal of atmospheric water vapour. Results indicate this effect can be of a similar magnitude to dew deposition. Measurements of fog-droplet deposition showed total water deposition rates did not change when thin radiation fog formed. When optically thick adiabatic fog formed, deposition rates were seen to decrease with time or be generally lower than for thinner radiation fog. Further observations are required to establish if the behaviours found are typical for all fogs. 相似文献
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水量平衡和蒸散发过程研究是水文循环研究的重要方面。正确的观测和计算地表实际蒸散发量对认识气候变化条件下的水循环特征、实现区域水资源的可持续开发利用具有非常重要的意义。传统蒸渗仪功能单一,不仅安装费用较高,日常维护和观测需要大量的人力物力,观测精度也常常受到仪器系统误差或人为因素的影响。围绕着陆面蒸散发观测和解决"蒸发悖论"的科学问题,设计了用于研究气候变化对水循环、陆面蒸散发影响的野外自动观测实验的新系统,站址选择在江西省南昌县生态实验站。该新型蒸渗仪(Lysimeter)系统采用先进的高分辨率称重系统(陆面蒸散发观测精度:0.01 mm)、高精度土壤水分水势传感器(pf:0-7,国际专利号:102004010518.9)和动态IP解析技术的GPRS数据采集器(24 bit,512 k),通过地表气象站、土壤水分水势、蒸渗仪和地下水位等独立的观测实验对比,确定陆地表面实际蒸散发量以及蒸散发过程的有关参数。该系统无论在测量的精度及频次上都比传统观测方法有极大的提高。另外,除了应用于陆面实际蒸散发量的观测外,该系统装置了2004年获得国际专利的新型土壤水分、温度和水势传感器,观测精度较高,观测频次可调节幅度较大,且适应多种环境条件,能够根据不同的科学目标进行新的组合和设计。 相似文献
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旱作春小麦农田蒸散与能量平衡 总被引：12，自引：0，他引：12
利用蒸渗计等仪器设备的观测资料，分析了旱作春小麦农田的蒸散耗水状况。得在降水基本正常的年份，农田水分收支基本平衡，农田休闲期蒸发耗水约占期间降水的７０％。旱作小麦的实际蒸散耗水峰值期与小麦生理需水峰值期并不一定吻合。与有灌溉条件的春小麦相比，平均日蒸散量偏小。各生育期的平均叶面积系数与平均日蒸散强度存在较好的线性关系。小麦主要生育期的地表能量平衡分析表明：潜热耗能占主导地位，乳熟－黄熟生育时段以感热、潜热耗能为主的出现几率各为５０％。由于旱作春小麦株冠不能完全覆盖棵间裸地，地表向下的热量传输耗能也占有一定的比重。 相似文献
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A simple model for potential dewfall in an arid region 总被引：4，自引：0，他引：4
It is not always easy to know, post-facto, whether both dewfall and fog may have occurred over a given evening period. Instrumentation limitations make it difficult to quantify dew deposition since they rely on artificial sensing surfaces that are either visually examined on a daily basis or recorded. In arid to Mediterranean regions, both dew and fog can play significant ecological roles as suppliers of moisture. Long-term observation records of dew and fog in such regions tend to be limited, however, due partly to a lack of interest and limited distribution of well-instrumented meteorological stations. Simple meteorological criteria are suggested here to calculate potential dewfall and to indicate whether fog was likely to have occurred over a given evening. A field campaign was carried out in the NW Negev desert, Israel, in September and October 1997, to collect meteorological data and carry out dewfall measurements. 相似文献
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An Overview of the Semi-arid Climate and Environment Research Observatory over the Loess Plateau 总被引：19，自引：2，他引：17
HUANG Jianping ZHANG Wu ZUO Jinqing BI Jianrong SHI Jinsen WANG Xin CHANG Zhoulin HUANG Zhongwei YANG Su ZHANG Beidou WANG Guoyin FENG Guanghong YUAN Jiuyi ZHANG Lei ZUO Hongchao WANG Shigong FU Congbin CHOU Jifan 《大气科学进展》2008,25(6):906-921
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利用四川省145个气象台站1981～2013年连续人工观测资料,对34种天气现象发生日数和概率进行统计。结果表明:除极光外,四川省共观测到33种天气现象,露和轻雾日平均发生频率大于40%;雨和阵雨日平均发生频率大于20%;结冰、霜和雷暴日平均发生频率大于10%。露、霜、结冰、雷暴、闪电、大风、积雪、雨、阵雨、雨夹雪、雪11种天气全省各站均有发生,而雨凇、雪暴、吹雪、龙卷仅在个别站点发生。液态降水、雾、轻雾、霾、浮尘、烟幕、露均是盆地内多于高原,而混合降水、固态降水、扬沙、沙尘暴、吹雪、雪暴、雷暴、霜、大风、结冰、积雪、冰针、龙卷、尘卷风则是川西高原多于盆地。 相似文献
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On the contribution of atmospheric moisture to dew formation 总被引：4，自引：0，他引：4
The relative contributions of dewfall (a flux of water vapour from air to surface) and distillation (a flux of water vapour from soil to canopy) to dew formation on closed canopy and bare soil surfaces are assessed, and the dependence of dew amount upon wind speed, absolute temperature, atmospheric stability, relative humidity, soil characteristics and cloudiness, all of which are significant factors, is evaluated. Some of these evaluations provide refinements to similar ones given in Monteith (1961). High dewfall rates are usually 0.06 mm hr–1 over canopy or bare soil, though upon a canopy under soil-saturated and air-saturated conditions, rates of dew formation may reach 0.07–0.09 mm hr–1 with contributions from distillation. Various sets of observations are reanalyzed to illustrate the importance of the horizontal advection of moisture in the nocturnal boundary layer (NBL) to observed high rates of dew formation arising from the atmospheric contribution of water vapour (dewfall). These locally observed high dewfall rates must be the result of small-scale or mesoscale horizontal advection of moisture in the NBL, since the humidity changes within the typically shallow NBL required to balance the loss of water at the surface are not observed. Over extensive areas of uniform surface (horizontal scales 10 km), such continuously high dewfall rates could only be balanced by a local supply of atmospheric moisture since advection of moisture would necessarily be small. 相似文献