数值差分格式及格点设置对土壤温度模拟结果的影响   总被引：2，自引：2，他引：0  

郑辉  刘树华 《地球物理学报》2012,55(8):2514-2522

土壤温度是反映气候系统和生态系统能量循环的重要地球物理学参量,土壤温度的模拟精度直接影响着气候系统模式以及陆面物理过程模式的模拟结果.为了提高模式对土壤温度的模拟能力,本文利用土壤热扩散方程的傅里叶解析解定量研究了差分方案、格点设置以及时间步长对土壤温度模拟结果的影响;提出了一种优化的格点设置方案,并利用巴丹吉林沙漠观测数据检验了该方案的性能.研究结果表明:三种差分方案中,显式方案的模拟误差最小,Crank-Nicolson方案其次,隐式方案的模拟误差最大;每一种格点设置方案均存在一个使模拟结果误差最小的最优化时间步长;常用格点设置方案的最优化时间步长为5358 s,最小标准差为0.156 K,优化方案的最优化时间步长为1694 s,最小标准差为0.0465 K;取时间步长为1800 s时,采用常用格点设置方案,巴丹吉林沙漠10 cm深度土壤温度模拟结果的标准差为1.61 K,而采用优化方案,模拟结果的标准差降至0.21 K,改进效果明显.  相似文献   

在EBEX-2000实验资料中湍流谱和局地各向同性特征   总被引：10，自引：4，他引：6  

刘树华  李洁  刘和平  梁福明  王建华  Johnny C.L.CHAN  Andrew Y.S.CHENG  胡非  刘辉志 《大气科学》2005,29(2):213-224

采用2000年8月在美国加州棉花地两个高度上应用超声三分量仪、快速响应050206 温度和湿度仪进行的EBEX-2000 (International Energy Balance Experiment,2000,EBEX-2000)风速三分量、温度和湿度湍流实验观测数据,计算分析了湍流速度、温度和湿度谱在不同稳定度下的特征.对湍流的局地各向同性进行了讨论并与Kansas和长白山原始森林湍流实验得到的结果进行了比较,得到了一些湍流特征量在不同下垫面情况下的一些有意义的特征.  相似文献   

绿洲效应的模拟及内外因子的敏感性实验   总被引：7，自引：2，他引：5  

刘树华  胡予  胡非  梁福明  王建华  刘和平 《大气科学》2005,29(6):997-1009

利用一个已发展的陆面物理过程参数化方案与大气边界层数值模式耦合,模拟了半干旱区绿洲戈壁非均匀下垫面的陆面物理过程及其与大气边界层的相互作用,成功地描绘了绿洲戈壁局地气候效应,并进行了绿洲戈壁局地气候效应对于降水、绿洲水平尺度和植被结构等若干内外因子的敏感性实验.结果表明:绿洲的最小临界尺度为5～10 km之间,最大临界尺度为55～65 km之间,而最利于绿洲维持的尺度范围为20 km左右,这一结论与我国西部地区现存的绿洲尺度统计结果十分一致;绿洲植被覆盖率为0.6左右时,最利于绿洲发展.另外对植被空间分布方式和绿洲植被组成比例上也进行了数值实验,并对影响绿洲生存和持续发展的内、外因子气候效应的影响力量级进行了分级.这些结果对于深入了解绿洲气候的形成和维持机理具有重要的意义.  相似文献   

防风林裸田与湿润农田热量平衡比较     

刘树华  张霭琛  陈家宜 《气象》1990,16(12):15-20

  相似文献   

沙漠陆面过程参数化与模拟   总被引：4，自引：2，他引：2       下载免费PDF全文

郑辉  刘树华 《地球物理学报》2013,56(7):2207-2217

沙漠地区植被稀疏、干旱少雨,其陆面物理过程具有与全球其它地区显著不同的特点.本文利用巴丹吉林沙漠观测资料,分析和计算了地表反照率、比辐射率、粗糙度和土壤热容量、热传导系数等关键陆面过程参数,建立了适合于沙漠地区的陆面过程模式DLSM (Desert Land Surface Model),并与NOAH陆面过程模式的模拟结果和观测资料进行了比较.结果表明:巴丹吉林沙漠地表反照率为0.273,比辐射率为0.950,地表粗糙度为1.55×10^-3 m,土壤热容量和热扩散系数分别为1.08×10⁶ J·m^-3·K^-1和3.34×10^-7 m²·s.辐射传输、感热输送和土壤热传导过程是影响沙漠地区地表能量平衡的主要物理过程.通过对这三种过程的准确模拟检验,DLSM能够较准确地模拟巴丹吉林沙漠地气能量交换特征;短波辐射、长波辐射和感热通量的模拟结果与观测值间的标准差分别为7.98,6.14,33.9 W·m^-2,与NOAH陆面过程模式的7.98,7.72,46.6 W·m^-2的结果接近.地表反照率是沙漠地区最重要的陆面过程参数,地表反照率增大5%,向上短波辐射通量随之增加5%,感热通量则减小2.8%.本文研究结果对丰富陆面过程参数化方案,改进全球陆面过程模式、气候模式具有参考意义.  相似文献   

云南高原昆明市旱涝急转特征及其城市化响应研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

何萍  王盼  李矜霄  刘树华 《高原气象》2021,40(2):272-280

基于昆明市1965-2016年逐日降水资料,计算昆明市汛期(5-10月)的长周期旱涝急转指数、短周期旱涝急转指数和旱涝急转强度,采用小波分析、M-K突变检验、灰色关联度等方法,分析了昆明市的旱涝急转特征及其与城市化的相关性。结果表明:在1965-2016年,昆明市长周期旱涝急转指数LDFAI(Long-term drought-flood abrupt alternations index)呈-0.066·(10a)-1的下降趋势,反映出昆明市的旱转涝事件减少、涝转旱事件增多的状况,并且昆明市汛期长周期旱涝急转指数LDFAI序列出现2个突变点,但突变并不明显;昆明市长周期旱涝急转指数存在18年的主周期变化;从短周期旱涝急转指数SDFAI(Short-term drought-flood abrupt alternations index)来看,昆明市5-7月和8-9月旱转涝事件增多、涝转旱事件减少,而7-8月和9-10月表现出相反的趋势;从旱涝急转与城市化的相关性来看,在分辨率为0.5时,城市化指标的6个因子对旱涝急转产生不同程度的影响,所有指标关联度都在0.6以上,表明城市化指标与旱涝急转显著关联,与旱涝急转强度关联度最大是烟粉尘排放量,最小的是非农业经济总产值,关联度分别为0.91和0.63。  相似文献   

节能型深部找矿长寿命金刚石钻头野外生产试验效果     

刘树华  孙鑫  王迪  苑春雷  田巍  朱英 《吉林地质》2012,31(2):123-127

为提高钻头寿命研究出新的胎体配方及烧结工艺,设计了新的钻头水路,使钻头胎体高度达到12～15mm,新钻头较普通钻头寿命有明显提高,达到试验研究目的。  相似文献   

土壤-植被-大气系统水分散失机理的数值模拟   总被引：8，自引：0，他引：8  

刘树华蔺洪涛  胡非梁福明  王建华刘和平 《干旱气象》2004,22(3):1-10

以Eeardorff(1978)提出的陆面参数化方案和Noilhan等人(1989)土壤水分参数化方案为基础,对陆面物理过程参数化方案进行了改进,在模式中较详细地考虑了植被和地面的各种物理参量如地面和叶面的反射率和发射率,净叶面面积指数,植被的物理阻抗等,并与大气边界层模式耦合。应用该模式模拟了沙漠及绿洲地区不同植被覆盖率情况下的蒸散量、土壤含水量和表面温度的日变化和连续变化特征;对不同植被覆盖率的热量平衡特征进行了比较。结果表明该模式较好地反映了地表蒸散3阶段的变化趋势特征,揭示出下垫面热量平衡分量间的相互转换过程。该模式可以用于中尺度的气象和区域气候模式,模拟和预测不同植被覆盖情况下近地层的热量输送和水分散失情况。  相似文献   

在EBEX-2000实验资料中的湍流宏观量特征   总被引：6，自引：1，他引：6  

刘树华  李洁  刘和平  梁福明  王建华  Johnny C. L. CHAN  Andrew Y. S. CHENG  胡非  刘辉志 《大气科学》2005,29(4):503-509

采用2000年8月在美国加州棉花地两个高度上应用超声三分量仪、快速响应温度和湿度仪进行的EBEX-2000 (International Energy Balance Experiment, 2000) 风速三分量、温度和湿度湍流实验观测数据, 计算分析了湍流宏观量(即 u*, T*, σu/u*, σv/u*, σw/u*和σT/T*等), 湍流动能和感热通量等的特征, 并与其他湍流实验得到的结果进行了比较.  相似文献   

荒漠下垫面陆面过程和大气边界层相互作用敏感性实验   总被引：7，自引：10，他引：7  

刘树华  张景光  刘昌明  李新荣  文平辉  刘立超  王会肖 《中国沙漠》2002,22(6):636-644

建立了一个研究荒漠下垫面陆面物理过程与大气边界层相互作用的模式. 模拟了荒漠下垫面的土壤环境物理、地面热量通量、蒸发、蒸散及大气边界层结构特征.并对主要的环境物理参数进行了敏感性实验.结果表明,本模式能合理地模拟荒漠下垫面地表热量平衡、土壤体积含水量、地表植被蒸发散阻抗、地表水汽通量日变化和湍流交换系数、湍流动能、位温和比湿廓线等.该模式还可进一步应用于研究区域陆面物理过程与大气边界层相互作用机制,及与中尺度大气模式耦合用于区域环境生态和气候的研究.  相似文献