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对陆面过程模型CoLM中关键参数的修正 总被引：2，自引：1，他引：1
通过对塔克拉玛干沙漠腹地观测数据的分析和模拟,重新修正了陆面过程模型CoLM中的关键参数值和参数化方案。① 采用涡动相关数据和Monin Obukhov理论,对地表动力学粗糙度重新计算;为提高地表比辐射率的精度,采用两种不同的方法进行计算和比较;将地表反照率参数值校正为符合年际变化的参数化方案;重新选择符合沙漠环境的地表热力学粗糙度参数化方案;改变相同的10层土壤导热率为不同值。② 经过参数值的校正与参数化方案的修正,改善了CoLM在沙漠地区对地表通量、地表和土壤温度模拟的缺陷;③ 改善后的CoLM模拟值与观测值的标准误差小于改善前,但不同季节模拟改善效果存在差异,总体上冬季的标准误差小于其他季节。 相似文献
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SEBS模型在塔克拉玛干沙漠地区地表能量通量估算中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
利用SEBS(Surface Energy Balance System)模型,对塔克拉玛干沙漠及周边地区的地表能量通量进行模拟估算。通过修正适合于塔克拉玛干沙漠地表的参数化方案,结合该地区的MODIS遥感数据,将同期同化气象资料输入模型中,模拟出该地区的地表净辐射、地表土壤热通量、感热通量和潜热通量的空间分布。与塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站的实测数据对比,得出:1)SEBS模型在塔克拉玛干沙漠地区具有适用性;2)模型反演的沙漠腹地净辐射约为350W/m~2,感热通量在200W/m~2左右,潜热通量在±20W/m~2之间,其结果均与塔中站实测资料吻合较好。因此利用参数修正后的SEBS模型估计塔克拉玛干沙漠地区能量平衡各分量具有一定精度,可满足区域地表能量通量的计算要求。 相似文献
3.
利用2015年6月1日至7月24日干旱区地膜覆盖玉米农田下垫面的观测资料,分析地表反照率在植被生长期间的变化特征及其与土壤湿度的关系。与未覆盖地膜情形的下垫面相比,地膜覆盖农田下垫面地表反照率的变化特征及其与土壤湿度的相关性具有显著性差异。为此建立了相应的地表反照率动态参数化方案,并将修改的地表反照率动态参数化方案应用到陆面过程模式Co LM中进行了3组模拟试验,分析和检验新方案在地膜覆盖农田下垫面的准确性和适用性。数值模拟结果表明:3组试验都能很好地反映陆面过程特征的日变化趋势,但是相比较而言,利用新建立的地表反照率动态参数化方案模式的模拟效果最好,明显提高了模式对向上短波和长波辐射的模拟能力,使浅层土壤温度和湿度的模拟效果有了一定的改善。因此,地表反照率动态参数化方法对干旱区地膜覆盖农田下垫面陆面过程的模拟效果有一定的改进,对今后陆面过程模式的发展和完善有较好的参考价值。 相似文献
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采集塔克拉玛干沙漠北缘肖塘观测站附近的土壤，应用Mastersizer-2000激光粒度仪测定土壤粒径，按照伍登-温德华粒级标准进行土壤成分分类，发现土壤类型并非均质沙土，在0~30 cm深度的浅层存在10%~24%的黏土,根据土壤成分比例对Noah陆面模式的土壤参数重计算，然后利用肖塘站2011年3月22日至7月25日的观测数据驱动Noah模式，对比修正土壤参数前后的模拟效果。结果表明：更新土壤参数后10 cm土壤温度模拟偏差减少0.62 ℃，土壤热通量偏差减小10.47 W·m-2，感热通量偏差减少7.02 W·m-2，地表净辐射偏差减少5.48 W·m-2，且效率系数达到更高的接受程度。通过泰勒图分析了土壤参数修正对Noah模拟效果的整体作用，表明修正土壤参数后的模式中热量传输扩散有一定的优化作用，10 cm土壤温度和热通量土壤温度模拟效果得到改进。 相似文献
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采集塔克拉玛干沙漠北缘肖塘观测站附近的土壤,应用Mastersizer-2000激光粒度仪测定土壤粒径,按照伍登-温德华粒级标准进行土壤成分分类,发现土壤类型并非均质沙土,在0~30 cm深度的浅层存在10%~24%的黏土,根据土壤成分比例对Noah陆面模式的土壤参数重计算,然后利用肖塘站2011年3月22日至7月25日的观测数据驱动Noah模式,对比修正土壤参数前后的模拟效果。结果表明:更新土壤参数后10 cm土壤温度模拟偏差减少0. 62℃,土壤热通量偏差减小10. 47 W·m^-2,感热通量偏差减少7. 02 W·m^-2,地表净辐射偏差减少5. 48W·m^-2,且效率系数达到更高的接受程度。通过泰勒图分析了土壤参数修正对Noah模拟效果的整体作用,表明修正土壤参数后的模式中热量传输扩散有一定的优化作用,10 cm土壤温度和热通量土壤温度模拟效果得到改进。 相似文献
6.
利用内蒙古微气象观测试验(IM-Mm OE)资料,分析干旱区荒漠下垫面近地层能量传输特征,探究观测仪器的一致性问题及其对地表能量平衡的影响。结果表明:干旱区荒漠下垫面的能量传输以感热和地表土壤热通量为主。大多数辐射仪器的观测相关系数大于0.98,地表土壤热通量和感热通量的观测相关系数大于0.97,潜热通量观测相关性最差,为0.92,其中地表土壤热通量、感热通量和潜热通量的均方差分别为14.3 W·m~(-2)、8.9 W·m~(-2)和8.0 W·m~(-2),各仪器之间观测数据比较一致,观测误差较小。非一致性引起的观测数据偏差直接影响能量闭合率,试验中湍流通量(感热通量和潜热通量之和)的观测偏差造成地表能量闭合率1%~3%的不确定性,有效能量(净辐射与地表土壤热通量之差,仅考虑地表土壤热通量的观测偏差)造成5%的不确定性,湍流通量和有效能量两者数据的总偏差造成地表能量闭合率6%~8%的不确定性。 相似文献
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《干旱区研究》2018,(6)
农田铺设地膜是目前我国干旱半干旱地区采用较广泛的耕作方式。为了研究大面积地膜覆盖对东亚区域的气候效应,基于地膜试验观测与理论研究,建立了地膜覆盖的地—气—水热传输过程模型,并将地膜覆盖农田下垫面模块引入区域气候模式Reg CM 4和WRF模式中,对17 a夏季气候进行模拟试验。通过Reg CM 4模式输出的降水量、土壤温度、土壤湿度、感热通量和潜热通量等参量,与试验观测值、理论值进行对比,并通过WRF模式输出结果进行验证。结果表明:加入地膜覆盖农田下垫面模块的区域气候模式能够较为真实的描述其下垫面特征。进一步分析模拟结果发现,通过地膜覆盖影响近地面水热传输并作用于区域位势高度场、风场,进而影响大范围水汽输送,最终造成我国西北、华南地区降水减弱,西南地区和淮河流域降水增加。 相似文献
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选择在塔里木河下游生长的胡杨(Populus euphratica)为供试材料,应用土壤-植被-大气传输(SVAT)系统的水热耦合模型,在野外观测试验的基础上,以常规气象站的基本观测要素和土壤剖面水热观测数据为模型的初始输入,对塔里木河沿岸胡杨林的蒸腾过程、土壤剖面水热的变化过程、根系吸水过程、胡杨林冠层-土壤层-大气层之间水热交换与能通量过程进行较小时间尺度上的野外定点研究。结果表明,土壤水分与温度的模拟值对观测值的平均相对误差分别为3.9%和7.1%。可见,土壤剖面水热的模拟值与观测值表现出较强的相关性。相比之下,能通量的日内观测与模拟效果相差很小,蒸腾潜热、感热、地热通量的观测与模拟的平均相对误差分别为16.7%、12.4%和20.6%。能量支出项主要是潜热,其次是感热,而土壤能量支出项主要是感热,总的感热支出要大于潜热支出,且感热变化起伏较大。研究结果对干旱区水循环模拟具有一定的参考价值。 相似文献
9.
西北干旱区地表能量初步分析 总被引：3，自引：7，他引：3
基于为期1 a(2001-2002年)的"西北干旱区陆-气相互作用试验"(DHEX)大型野外观测数据,对干旱区地表能量,即净辐射通量、感热通量、潜热通量和土壤热通量进行分析,得到一些有关地表能量的新认识.提出并且讨论了计算地表能量通量的方法及其优缺点. 相似文献
10.
DPM模型计算中国北方沙漠地区粉尘释放通量 总被引：4，自引：0，他引：4
本文利用DPM(Dust Production Model)模型模拟计算了我国北方沙漠地区不同的土壤微团粒在不同的地表粗糙度和地表摩擦风速下的水平跃移通量、粉尘释放通量、粉尘释放效率以及在特定量中粉尘粒子的质量和数浓度的分布,并对上述计算结果进行了讨论和分析。通过与实际观测结果进行对比的粗糙度和地表摩擦风速下粉尘释放通量后发现二者基本一致,从而证明了DPM模型是可以用来初步模拟中国北方沙漠地区的粉尘释放过程,这将有利于进一步较准确得模拟沙尘的输送、沉降以及气候效应。 相似文献
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LAS测定显热通量的影响因子分析 总被引：10，自引：0，他引：10
利用 2 0 0 2年 3月 2 6日～ 7月 30日期间北京市昌平区小汤山镇裸地上大孔径闪烁仪 ( LAS)、涡度相关技术 ( Eddy)、波文比 ( Bowen)测定的显热通量及其它相关的观测资料 ,分析了 LAS测定的显热通量在不同的天气条件下的变化特征 ,并将 LAS测定的显热通量与各深度的土壤水分含量、土壤表面温度和水平风速作了相关性分析 ,通过对这些影响因子进行分析将有助于提高 LAS测定显热通量的精度。同时将 L AS测定的显热通量与涡度相关和波文比的观测值进行了对比分析 ,探讨了在均匀下垫面上 LAS测定的显热通量区域平均值与涡度相关和波文比测定的单点值之间的关系 ,有助于进一步研究均匀下垫面上显热通量的尺度转换效应 相似文献
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卫星遥感结合地面观测估算中国西北区东部地表能量通量 总被引：5，自引：0，他引：5
采用定西麦田微气象观测站和试验区其它地区36个自动气象站、91个常规气象站资料,结合NOAA-16卫星的AVHRR资料,用地表能量平衡算法(SEBAL)推导中国西北区东部4~8月的日平均地表净辐射、感热、潜热、土壤热通量密度和波文比的区域分布特征,并按土地覆盖类型的不同分别统计沿黄灌区、冬春小麦雨养农田、草地、森林和沼泽草甸等不同地表的能量通量特征。结果显示:作物不同生育期,自南向北由湿润的常绿林区经半干旱雨养农业区直到干旱的荒漠地带,地表能量输送存在巨大的地区差异。计算结果与实测值之间的平均绝对百分误差为4%~21%,两者基本相符,该方法在算法上解决了用卫星资料反演地气温差的难点问题,提高了感热通量区域分布的计算精度。 相似文献
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地表能量不平衡问题一直是困扰地-气相互作用的难点之一。总结国际和国内一些观测试验不同下垫面的能量平衡状况,介绍了表征地表能量平衡状况的常用统计方法,并对能量不平衡的不同因素进行了探讨。浅层土壤热储存,由气温变化、光合作用和植被热储存等引起的地上热储存,以及垂直平流都会影响地表能量平衡。此外,由于不同能量分量足迹的差异,不均匀下垫面会影响通量观测的代表性和准确性,而且还会诱发中尺度环流和大尺度涡旋等复杂大气运动,不平稳的大气状态和夜间非充分混合的湍流,同样会困扰湍流通量的观测。为此,在对湍流通量严格质量控制的基础上,从单点涡动相关（简称EC）系统的平流热通量修正、多点EC的通量空间平均和大孔径闪烁仪（简称LAS）等通量足迹较大的通量修正等方面,对能量不平衡问题提出解决办法。建议在湍流混合不充分时,利用Penman-Monteith公式计算地表潜热;并对EC水汽通量与蒸渗计观测的真实地表蒸散进行了简单讨论,提出了大型蒸渗计算地表潜热通量的可能试验方法。
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14.
根据塔克拉玛干沙漠北缘荒漠过渡带哈德、肖塘2个试验点的风、温梯度观测数据,利用风速比法计算了中性大气层结、无风沙运动条件的空气动力学粗糙度[WTBX](z0),并分析探讨z0[WTBZ]与下垫面状况、大气稳定度及风速的相互关系。结果表明：哈德、肖塘中性条件下z0的取值范围分别为 1.81×10-11～1.20×10-3 m,1.00×10-11～1.65×10-3 m,平均值为2.70×10-5 m 和6.05×10-5 m,与平坦沙面的值较为接近;z0随下垫面性质变化明显;空气动力学粗糙度总体上随着理查逊数(Ri)增大而变大,但又呈现出一定的离散程度;空气动力学粗糙度与2 m高度风速呈显著的负指数关系;大气稳定度对空气动力学粗糙度的影响作用有待于进一步确定。 相似文献
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塔克拉玛干沙漠地表感热特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用1979年3月~2004年2月月平均的NCEP/DOE新再分析地表感热资料,在分析塔克拉玛干沙漠四季感热基本气候特征的基础上,通过EOF分析方法,对沙漠地表感热异常变化的空间结构和时间演变趋势作了诊断研究。结果表明:1)沙漠地区地表感热通量的分布存在较大的季节和区域性差异。2)根据各季地表感热距平场的EOF分析,该区感热异常主要有全区一致型、南北差异型以及西北~东南差异型三种常见的分布模态;3)近25年来,塔克拉玛干沙漠春季和夏季地表感热在第一空间尺度上总体变化趋势平缓,秋季在波动中有明显增强的趋势;在第二空间尺度上夏季和秋季变化趋势不太显著,而春季在沙漠北部有减弱的趋势,南部有增强的趋势。 相似文献