寒区陆面过程模拟研究及一冻土过程参数化方案的建立与检验
文献类型：学位论文
| 作者 | 张宇 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2002 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 吕世华 |
| 关键词 | 陆面过程模式 青藏高原 土壤类型 冻土过程参数化 土壤水热性质 公用气候模式（CCM3） 中尺度模式系统（MMS） |
| 中文摘要 | 陆面过程模式在高纬地区和青藏高原地区的模拟能力，直接影响全球气候模式和数值天气预报模式的性能。本文利用观测资料作为强迫场，研究了陆面过程模式在这些地区的模拟性能；并发展一用于气候模式的简单冻土过程参数化方案，用观测资料和祸合入气候模式等手段检验了这一方案的模拟性能。全文研究工作分为五个方面：1．使用1998年GAME／Tibet加强观测期3个月的资料作为陆面过程模式的强迫场，研究其在高原地区的模拟能力。在观测资料的强迫下模式能够较好的模拟出地表特征量的变化趋势，深层的土壤温度的模拟刘一初始场在0℃左右的变化敏感。模拟的感热通量、潜热通量以及地表反射的太阳辐射较观测值偏大。在高原地区地表类型分布状况的真实描述及植被、土壤参数的选取可能是提高该地区效果的首要问题；草地下垫面的陆面特征有待进一步研究；冻土过程参数化方案的加入是必要的。2．使用NCAR陆面过程模式（LSM）和荷兰Cabauw1987年的大气观测资料，考察了在11种不同的土壤条件下地表能量及水分循环的差异。结果表明，粘土含量较高的土壤能够具有较好的持水能力，蒸发量和径流量都比较大，而在含砂量高的土壤中，水分大量的下渗，蒸发量和径流量小，从而影响到地表热通量的分配。在不考虑大气反馈的情况下，各种土壤造成的差异主要出现在春季的四、五月份。3．在NCA侧LSM的基础上，发展了一简单的冻土过程参数化方案，并使用前苏联6个站的水文气象观测资料考察了藕合新方案模式的气候效应。在新方案中，加入了对含冰量的求解和在相变过程中的能量变化；并使用Johansoll（1975）的方案替代了模式中原有的土壤导热率的参数化方案，考虑了含冰量对土壤水热性质的影响。原模式和改进后的模式的模拟结果的比较得到，冻土过程方案能够合理的模拟土壤列中的能量收支及水热性质随含冰量的变化。随着入渗的减少的径流的增加，春季的土壤湿度减小。因此，热通量的分配和土壤温度也产生了相应的变化。4．将新发展的冻土过程参数化方案CCM3模式相祸合，检验了新的方案在气候模式中的性能的改进及其在气候水文方面的效应。模式结果指出，祸合冻土过程参数化方案的模式能够合理的模拟出北半球的冻土分布，并且对地面气温、环流场以及大气的温度场和湿度场的改进是明显的。5．在中尺度大气模式（MMS）中祸合了新发展的冻土过程参数化方案，对区域范围内冻土的模拟及冻土过程参数化方案对中尺度模式的影响进行了分析。土壤的冻结深度对土壤热流量和地面通量有很大的影响。另外，冻土过程参数化方案对MMS在中高纬地区模拟效果的改善是显著的，对海平面气压，气温等要素的模拟都得到了明显的改进。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 125 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21938]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张宇. 寒区陆面过程模拟研究及一冻土过程参数化方案的建立与检验[D]. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2002. |
入库方式： OAI收割
来源：寒区旱区环境与工程研究所
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