利用1979-2018年中国区域地面气象要素驱动数据集(0.1°×0.1°)作为大气强迫资料,驱动CLM5.0(Community Land Model version 5.0)模拟了青藏高原地区1979-2018年的土壤温湿度变化。将土壤冻融过程划分为冻结期和非冻结期,...利用1979-2018年中国区域地面气象要素驱动数据集(0.1°×0.1°)作为大气强迫资料,驱动CLM5.0(Community Land Model version 5.0)模拟了青藏高原地区1979-2018年的土壤温湿度变化。将土壤冻融过程划分为冻结期和非冻结期,通过两个阶段的CLM5.0模拟与站点观测资料、同化资料(GLDAS-Noah)、卫星遥感资料(MODIS土壤温度资料和ESA CCI-COMBINED土壤湿度资料)的对比验证,探讨CLM5.0模拟土壤温湿度在青藏高原的适用性。结果表明:(1)CLM5.0可较准确地描述站点土壤温湿度的动态变化,CLM5.0模拟的土壤温湿度与观测资料具有一致的变化特征且数值上较为接近。CLM5.0模拟的准确性高于GLDAS-Noah。CLM5.0对站点土壤温度的描述更为准确。(2)CLM5.0能够较准确地描述高原冻融过程中的土壤温湿度特征,CLM5.0模拟土壤温湿度与MODIS和ESA CCICOMBINED遥感资料在高原总体呈显著正相关,相关系数大多在0.9以上。CLM5.0对土壤温度的模拟能力相对较好,对非冻结期土壤湿度的模拟能力优于冻结期。CLM5.0整体高估了土壤温度,平均偏差大多在0~4℃之间。土壤湿度的平均偏差大多在-0.1~0.1 m^(3)·m^(-3)之间,非冻结期的平均偏差相对较小。(3)CLM5.0模拟、GLDAS-Noah、MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料的土壤温湿度均具有相似的空间分布,其中土壤温度空间分布特征相似度更高。CLM5.0具有较高的空间分辨率和更为精细的土壤分层,对土壤温湿度细节的刻画更为完善。(4)CLM5.0模拟资料在高原整体呈增温变干趋势,MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料整体呈增温增湿趋势。CLM5.0模拟的土壤温度变化趋势相对准确,土壤湿度的变化趋势则存在较大偏差。展开更多
青藏高原多年冻土近地表土壤冻融循环会影响土壤和大气之间的水分与能量交换,研究其时空变化特征及对气候变化的响应对理解高原气候变化机制具有重要意义。本文基于通用陆面模式(Community Land Model 5.0,CLM5.0)计算1980-2017年高原...青藏高原多年冻土近地表土壤冻融循环会影响土壤和大气之间的水分与能量交换,研究其时空变化特征及对气候变化的响应对理解高原气候变化机制具有重要意义。本文基于通用陆面模式(Community Land Model 5.0,CLM5.0)计算1980-2017年高原多年冻土区近地表冻融参量,即土壤冻结开始时间、冻结结束时间、融化持续时间和冻结持续时间,并分析其时空变化及与近地表温度、降水量、积雪厚度和植被指数的相关性。结果表明:(1)高原多年冻土近地表土壤冻结开始时间集中于9月到10月中下旬,结束时间集中于2-5月。半湿润区土壤融化时间最长而半干旱区最短,平均相差15 d。高原多年冻土土壤冻融状态变化显著,除喀喇昆仑山脉附近外,大部分多年冻土地区显示冻结、融化持续时间分别具有缩短和增长趋势。高原平均土壤融化持续时间增长速率为2 d·(10a)^(-1),其中半湿润区增长趋势最为显著,达4 d·(10a)^(-1)。(2)高原多年冻土冻融参量与地理因子具有联系。在29°N-36°N和82.5°E-103°E融化持续时间呈增长趋势,但速率分别降低和增加。随着海拔升高,融化持续时间增长率降低。(3)高原多年冻土融化持续时间与积雪厚度、近地表温度、降水量以及植被指数均具有相关性且不同气候区域相关性不同。近地表温度在所有区域正相关性显著,是影响土壤冻融变化的主要因素。降水量与积雪厚度分别呈现正相关和负相关且均在半湿润区显著相关。植被指数全区基本呈现正相关,且半干旱区最显著,具有较强相关性。(4)高原多年冻土融化持续时间与不同季节气候因子相关性不同。近地表温度在季节尺度同样显著影响土壤冻融过程,其中春季最为显著。降水量在夏季为显著正相关,而冬季为负相关。积雪厚度和植被指数均在春季的半干旱和半湿润区存在显著相关性,分别呈负相关和正相关。(5)近地表温度在干湿季对高原多年冻土区域土壤冻融均有影响,而积雪深度、降水量和植被指数仅在湿季有较大影响。展开更多
文摘利用1979-2018年中国区域地面气象要素驱动数据集(0.1°×0.1°)作为大气强迫资料,驱动CLM5.0(Community Land Model version 5.0)模拟了青藏高原地区1979-2018年的土壤温湿度变化。将土壤冻融过程划分为冻结期和非冻结期,通过两个阶段的CLM5.0模拟与站点观测资料、同化资料(GLDAS-Noah)、卫星遥感资料(MODIS土壤温度资料和ESA CCI-COMBINED土壤湿度资料)的对比验证,探讨CLM5.0模拟土壤温湿度在青藏高原的适用性。结果表明:(1)CLM5.0可较准确地描述站点土壤温湿度的动态变化,CLM5.0模拟的土壤温湿度与观测资料具有一致的变化特征且数值上较为接近。CLM5.0模拟的准确性高于GLDAS-Noah。CLM5.0对站点土壤温度的描述更为准确。(2)CLM5.0能够较准确地描述高原冻融过程中的土壤温湿度特征,CLM5.0模拟土壤温湿度与MODIS和ESA CCICOMBINED遥感资料在高原总体呈显著正相关,相关系数大多在0.9以上。CLM5.0对土壤温度的模拟能力相对较好,对非冻结期土壤湿度的模拟能力优于冻结期。CLM5.0整体高估了土壤温度,平均偏差大多在0~4℃之间。土壤湿度的平均偏差大多在-0.1~0.1 m^(3)·m^(-3)之间,非冻结期的平均偏差相对较小。(3)CLM5.0模拟、GLDAS-Noah、MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料的土壤温湿度均具有相似的空间分布,其中土壤温度空间分布特征相似度更高。CLM5.0具有较高的空间分辨率和更为精细的土壤分层,对土壤温湿度细节的刻画更为完善。(4)CLM5.0模拟资料在高原整体呈增温变干趋势,MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料整体呈增温增湿趋势。CLM5.0模拟的土壤温度变化趋势相对准确,土壤湿度的变化趋势则存在较大偏差。
文摘青藏高原多年冻土近地表土壤冻融循环会影响土壤和大气之间的水分与能量交换,研究其时空变化特征及对气候变化的响应对理解高原气候变化机制具有重要意义。本文基于通用陆面模式(Community Land Model 5.0,CLM5.0)计算1980-2017年高原多年冻土区近地表冻融参量,即土壤冻结开始时间、冻结结束时间、融化持续时间和冻结持续时间,并分析其时空变化及与近地表温度、降水量、积雪厚度和植被指数的相关性。结果表明:(1)高原多年冻土近地表土壤冻结开始时间集中于9月到10月中下旬,结束时间集中于2-5月。半湿润区土壤融化时间最长而半干旱区最短,平均相差15 d。高原多年冻土土壤冻融状态变化显著,除喀喇昆仑山脉附近外,大部分多年冻土地区显示冻结、融化持续时间分别具有缩短和增长趋势。高原平均土壤融化持续时间增长速率为2 d·(10a)^(-1),其中半湿润区增长趋势最为显著,达4 d·(10a)^(-1)。(2)高原多年冻土冻融参量与地理因子具有联系。在29°N-36°N和82.5°E-103°E融化持续时间呈增长趋势,但速率分别降低和增加。随着海拔升高,融化持续时间增长率降低。(3)高原多年冻土融化持续时间与积雪厚度、近地表温度、降水量以及植被指数均具有相关性且不同气候区域相关性不同。近地表温度在所有区域正相关性显著,是影响土壤冻融变化的主要因素。降水量与积雪厚度分别呈现正相关和负相关且均在半湿润区显著相关。植被指数全区基本呈现正相关,且半干旱区最显著,具有较强相关性。(4)高原多年冻土融化持续时间与不同季节气候因子相关性不同。近地表温度在季节尺度同样显著影响土壤冻融过程,其中春季最为显著。降水量在夏季为显著正相关,而冬季为负相关。积雪厚度和植被指数均在春季的半干旱和半湿润区存在显著相关性,分别呈负相关和正相关。(5)近地表温度在干湿季对高原多年冻土区域土壤冻融均有影响,而积雪深度、降水量和植被指数仅在湿季有较大影响。
