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多圈层陆面过程参数化研究中遥感信息应用的进展和方向 被引量:11
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作者 张佳华 徐祥德 +1 位作者 延晓冬 毛飞 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2003年第6期745-755,共11页
近年来遥感技术的发展为多圈层中陆面过程和边界层研究提供了有力的工具。文章分析了目前用于陆面过程参数化研究的重要遥感信息源。并评述遥感信息在陆面过程参数化研究中的基本应用和存在问题 ,最后 ,提出发展方向和展望。
关键词 遥感信息 陆面过程参数 能量 水分生物地球化学循环
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非均匀地表陆面过程参数化研究 被引量:9
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作者 陈斌 丁裕国 +1 位作者 刘晶淼 张耀存 《高原气象》 CSCD 北大核心 2008年第5期1172-1180,共9页
地表固有的非均匀性影响近地层大气的垂直结构,甚至改变局地天气条件,亦使得大气数值模式大尺度网格面积水热通量的计算对其具有较强的敏感性。为了提高气候模式性能,非均匀陆面过程参数化已是当前大气边界层和陆面过程模式研究的热点... 地表固有的非均匀性影响近地层大气的垂直结构,甚至改变局地天气条件,亦使得大气数值模式大尺度网格面积水热通量的计算对其具有较强的敏感性。为了提高气候模式性能,非均匀陆面过程参数化已是当前大气边界层和陆面过程模式研究的热点和难点问题之一。本文在调研国内外大量文献的基础上,综述了近年来非均匀地表陆面过程参数化的研究现状,分析和比较了不同的参数化方法的优缺点以及数值模式模拟结果对它们的响应,提出了目前尚待继续探讨和解决的几个关键性问题。 展开更多
关键词 陆面过程参数 非均匀性 次网格通量
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沙漠陆面过程参数化与模拟 被引量:13
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作者 郑辉 刘树华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期2207-2217,共11页
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... 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1.55×10-3m,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7.98,6.14,33.9W.m-2,与NOAH陆面过程模式的7.98,7.72,46.6W.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. 展开更多
关键词 沙漠 干旱区 陆面过程参数 过程模式 地表能量平衡
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干旱区陆面过程参数改进对东亚区域气候影响的数值模拟 被引量:4
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作者 鲍艳 张宇 +1 位作者 吕世华 左洪超 《高原气象》 CSCD 北大核心 2005年第4期487-495,共9页
为了进一步检验裸土参数化的气候模拟性能,本文在文献[1,2]的基础上,利用NCEP再分析资料和Xie等[3]全球降水资料与CCM3模拟结果进行了对比。结果表明:加入裸土参数化方案的CCM3能较好地再现冬季东亚和中国地区区域气候的主要特征,模式较... 为了进一步检验裸土参数化的气候模拟性能,本文在文献[1,2]的基础上,利用NCEP再分析资料和Xie等[3]全球降水资料与CCM3模拟结果进行了对比。结果表明:加入裸土参数化方案的CCM3能较好地再现冬季东亚和中国地区区域气候的主要特征,模式较原CCM3能更好地模拟地表温度和东亚及中国西北地区的降水,对东亚季风环流的模拟也较接近实际。同时,该方案在CCM3中的加入改进了青藏高原冬季降雪带及夏季高原东南部降水中心的模拟,提高了模式对高原冬夏季降水的模拟能力,从而再次说明利用观测资料对模式参数修正及参数化方法的改进是提高数值模式模拟能力的一个重要途径。 展开更多
关键词 干旱区 大气环流模式 陆面过程参数 数值试验
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陆面过程参数化对宁波地区雷暴过程模拟的影响 被引量:6
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作者 汪雅 苗峻峰 谈哲敏 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期299-309,共11页
利用耦合复杂程度不同的陆面过程参数化方案(Noah、RUC)的新一代中尺度数值模式WRF,对2006年6月24日发生在宁波地区的一次典型的雷暴过程进行了数值模拟试验。结果表明:对于雷暴发生前期近地面热力、动力场的特征,Noah方案的模拟较为逼... 利用耦合复杂程度不同的陆面过程参数化方案(Noah、RUC)的新一代中尺度数值模式WRF,对2006年6月24日发生在宁波地区的一次典型的雷暴过程进行了数值模拟试验。结果表明:对于雷暴发生前期近地面热力、动力场的特征,Noah方案的模拟较为逼真,RUC方案没有反映出下垫面覆盖的多样性以及城市下垫面的影响,城乡之间差异不明显;Noah方案模拟的雷暴启动、发展过程与观测较为一致,RUC方案较好地描述出了演变过程中的关键阶段(3次合并过程);由于参数化所考虑的要素和物理过程存在一定差异,Noah方案在对降水的强度、降水中心位置的模拟方面具有一定优势;雷暴的持续时间对陆面过程参数化方案的选择比较敏感,两个方案所模拟的雷暴过程持续时间不同程度地长于实际雷暴持续时间;无论是哪种下垫面覆盖类型,白天Noah方案模拟的感热通量均大于RUC方案,而Noah方案模拟的潜热通量均小于RUC方案。 展开更多
关键词 雷暴过程 陆面过程参数 Noah方案 RUC方案 数值敏感性
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不同边界层参数化方案和陆面过程参数化方案对一次梅雨锋暴雨显式对流模拟的影响分析 被引量:17
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作者 陈杨瑞雪 罗亚丽 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期656-667,共12页
利用WRF模式对2007年7月8日淮河地区特大暴雨过程开展显式对流(1.1 km)模拟试验,比较两种边界层参数化方案和三种陆面过程参数化方案对降水模拟的影响。结果表明,不同边界层参数化方案和陆面过程参数化方案主要影响模拟的强降水位置和强... 利用WRF模式对2007年7月8日淮河地区特大暴雨过程开展显式对流(1.1 km)模拟试验,比较两种边界层参数化方案和三种陆面过程参数化方案对降水模拟的影响。结果表明,不同边界层参数化方案和陆面过程参数化方案主要影响模拟的强降水位置和强度,而对雨带位置的影响不大。采用MYJ边界层方案模拟的强降水更接近观测,采用YSU方案模拟的强降水偏弱;陆面过程参数化方案对比,简单的热扩散方案模拟的强降水最强、最接近观测,而RUC方案模拟的强降水最弱,Noah方案居中;同时改变陆面方案和边界层方案比单一改变其中一种方案对模拟降水的影响更大。造成强降水模拟差异的主要原因是模拟的近地面(约1 km以下)大气的湿度和温度不同,导致支持对流发生发展的入流空气的对流有效位能(CAPE)不同,进而影响模拟的对流强度和地面降水量。对强降水模拟较好的试验模拟的近地面大气湿度更大,环境入流空气的CAPE更大,对流发展更强,地面降水也更强。 展开更多
关键词 梅雨锋暴雨 边界层参数化方案 陆面过程参数化方案 显式对流模拟 中尺度对流系统
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干旱区陆面过程参数改进对气候模拟结果的影响 被引量:21
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作者 鲍艳 左洪超 +1 位作者 吕世华 张宇 《高原气象》 CSCD 北大核心 2004年第2期220-227,共8页
利用改进的我国西北地区陆面过程参数的大气环流模式CCM3与原CCM3模式分别做了数值模拟并加以对比分析。结果表明,改进后的模式较原模式对东亚季风和西北干旱区降水的模拟能力有一定提高,对西北部分地区感热、潜热通量的模拟有所改进。... 利用改进的我国西北地区陆面过程参数的大气环流模式CCM3与原CCM3模式分别做了数值模拟并加以对比分析。结果表明,改进后的模式较原模式对东亚季风和西北干旱区降水的模拟能力有一定提高,对西北部分地区感热、潜热通量的模拟有所改进。这说明通过观测改进陆面过程模式的参数是提高CCM3气候模式模拟能力的一种重要途径。 展开更多
关键词 中国西北干旱区 大气环流模式 过程模式参数 气候模拟
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WRF模式不同陆面过程方案模拟兰州新区低空气象场特征 被引量:11
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作者 赖锡柳 王颖 +1 位作者 杨雪玲 王丽霞 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期329-340,共12页
利用WRF模式中3种陆面过程(Noah、RUC和SLAB)参数化方案对兰州新区2014年1月近地面温度场和风场进行了模拟,与兰州新区测风塔和区域气象站观测资料进行对比,研究了不同陆面过程参数化方案模拟低空气象场特征的差异.结果表明,3种陆面过... 利用WRF模式中3种陆面过程(Noah、RUC和SLAB)参数化方案对兰州新区2014年1月近地面温度场和风场进行了模拟,与兰州新区测风塔和区域气象站观测资料进行对比,研究了不同陆面过程参数化方案模拟低空气象场特征的差异.结果表明,3种陆面过程参数化方案都能较好地模拟兰州新区冬季温度场和风场特征,温度场模拟效果优于风场.3种方案对土壤湿度的不同处理,影响到感热通量、潜热通量和土壤热通量的分布,使得3种方案对近地面温度的模拟产生差异.统计分析结果表明,WRF模式陆面过程参数化方案为SLAB时模拟的兰州新区冬季近地面温度场和风场与观测结果最为接近.由于受温度模拟结果的影响,SLAB方案对大气稳定度的模拟效果最好,对兰州新区冬季近地面风场的模拟结果最稳定. 展开更多
关键词 WRF模式 兰州新区 陆面过程参数 低空气象场
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不同陆面过程方案对兰州地区一次强降水对流触发的影响 被引量:1
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作者 吴捷 张述文 孙明燕 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期63-70,共8页
2018年4月19日,兰州地区发生罕见局地强降水,造成严重城市内涝.为了研究陆面过程对此次降水模拟的影响,选取陆面模式RUC、CLM4和NOAH与中尺度天气预报模式进行耦合,重点分析不同陆面参数化方案对于对流触发的影响.结果表明,RUC能合理地... 2018年4月19日,兰州地区发生罕见局地强降水,造成严重城市内涝.为了研究陆面过程对此次降水模拟的影响,选取陆面模式RUC、CLM4和NOAH与中尺度天气预报模式进行耦合,重点分析不同陆面参数化方案对于对流触发的影响.结果表明,RUC能合理地再现此次降水过程,尤其是兰州上空的对流触发过程.陆-气相互作用分析表明,不同陆面过程参数化方案模拟的对流有效位能、对流抑制能、地表感热通量和潜热通量及边界层的时空演化均不同,最终影响对流触发的时空位置.陆面过程参数化方案对此次局地强对流降水模拟的结果影响很大. 展开更多
关键词 -气相互作用 陆面过程参数化方案 中尺度天气预报模式 局地强降水
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玉树隆宝2014年冬季冻土积雪对陆气通量关键参数的影响分析 被引量:1
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作者 张海宏 姜海梅 +1 位作者 周秉荣 祁栋林 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第11期1550-1559,共10页
利用玉树隆宝湿地的观测资料,分析了未冻结、冻结和冻结有积雪覆盖三种情况下动量通量和感热通量的日变化情况,计算了三种情况下动量总体输送系数、感热总体输送系数、动力学粗糙度和热力学粗糙度,分析了附加阻尼和粗糙度雷诺数的关系,... 利用玉树隆宝湿地的观测资料,分析了未冻结、冻结和冻结有积雪覆盖三种情况下动量通量和感热通量的日变化情况,计算了三种情况下动量总体输送系数、感热总体输送系数、动力学粗糙度和热力学粗糙度,分析了附加阻尼和粗糙度雷诺数的关系,并将三种附加阻尼的参数化方案进行了比较,结果表明:冻结状态下动量通量和感热通量的日变化幅度最大,冻结有积雪覆盖时,动量通量和感热通量的日变化幅度最小。动量总体输送系数C D和感热总体输送系数C H的值在冻结时最大,冻结有积雪覆盖时最小,动力学粗糙度和热力学粗糙度在冻结状况下最小,冻结有积雪覆盖时最大。未冻结、冻结和冻结有积雪覆盖状态下,三种附加阻尼kB-1参数化方案中,幂函数型方案较为合适。 展开更多
关键词 高寒湿地 总体输送系数 粗糙度 陆面过程参数
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稀疏植被下垫面与大气相互作用研究进展 被引量:35
11
作者 胡隐樵 孙菽芬 +3 位作者 郑元润 张强 傅培健 左洪超 《高原气象》 CSCD 北大核心 2004年第3期281-296,共16页
介绍了国家自然科学基金委员会"十五"重点项目"稀疏植被下垫面与大气相互作用研究"的成果。通过资料分析、数值试验和理论分析,研究干旱地区稀疏植被复杂下垫面上水、热及CO2输运过程的机理;非均匀下垫面的复杂非... 介绍了国家自然科学基金委员会"十五"重点项目"稀疏植被下垫面与大气相互作用研究"的成果。通过资料分析、数值试验和理论分析,研究干旱地区稀疏植被复杂下垫面上水、热及CO2输运过程的机理;非均匀下垫面的复杂非线性效应;干旱地区更合理的陆面过程参数化方案以及绿洲的稳定性;强沙尘暴的发展机制和干旱地区生态环境建设对策。主要结果表明:(1)揭示了植物生态生理过程、净第一生产力和生物量对气候的敏感性,为稀疏植被下垫面与大气相互作用研究提供了较好的接口。(2)发展了适用于干旱、半干旱地区土壤中水热输送交叉耦合的物理模型;以能量和物质守恒定律为基础的雪盖物理模型,它显著地改善了陆面过程的模拟效果,是国际上最早开发的同类模型之一。(3)发展了大气非平衡态热力学,证明了非线性区普遍成立的最小熵产生原理,为研究气候和环境复杂系统提供了新思路和新方法;揭示了大气辐散和辐合运动对垂直湍流输送的影响,非均匀下垫面地气相互作用,为非均匀下垫面陆面过程参数化提供了物理基础;研究了绿洲稳定性并估算了绿洲临界尺度约为3~6km,为绿洲保护和建设提供了理论依据;提出了干旱地区有限水资源条件下增强其稳定性和抗干扰能力的生态环境建设对策。(4)发展了强沙尘暴发展的动力学模式。 展开更多
关键词 稀疏植被 陆面过程参数 非平衡态热力学 最小熵产生 绿洲临界尺度 沙尘暴
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随机参数扰动在一次山地暴雨集合预报中的对比研究 被引量:3
12
作者 熊洁 李俊 王明欢 《气象》 CSCD 北大核心 2021年第8期953-965,共13页
基于WRF v3.9模式使用随机参数扰动MYNN边界层方案和RUC陆面过程方案参数对我国西南山地一次特大暴雨模拟,对比评估出山地暴雨集合预报中针对MYNN边界层、RUC陆面过程方案随机参数扰动的较优设置,主要结论如下:随机扰动MYNN边界层方案(S... 基于WRF v3.9模式使用随机参数扰动MYNN边界层方案和RUC陆面过程方案参数对我国西南山地一次特大暴雨模拟,对比评估出山地暴雨集合预报中针对MYNN边界层、RUC陆面过程方案随机参数扰动的较优设置,主要结论如下:随机扰动MYNN边界层方案(SPPM)和RUC陆面过程方案(SPPR)参数试验,扰动的主要是地面和模式低层的变量,扰动能量从模式低层逐步向高层发展,两者相比扰动边界层方案能获得更大的扰动能量;较去空间相关尺度而言,SPPM方案对去时间相关参数的变化更敏感,而SPPR方案由于其扰动能量总体偏小,去空间和时间相关参数的变化对其集合预报性能影响相对较小;SPPM方案中去时间相关选择6 h,去空间尺度选择70 km可以获得较好的集合预报技巧,SPPR方案中相对而言去时间相关选择6 h,去空间尺度选择50 km可以获得较好的集合预报技巧。 展开更多
关键词 随机参数扰动 边界层参数化方案 陆面过程参数化方案 山地暴雨
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内蒙古半干旱草原土壤-植被-大气相互作用——科学问题与实验计划概述 被引量:33
13
作者 吕达仁 陈佐忠 +5 位作者 王庚辰 陈家宜 季劲钧 李永宏 陈洪滨 乔劲松 《气候与环境研究》 CSCD 1997年第3期2-12,共11页
“内蒙古半干旱草原土壤-植被-大气相互作用(InnerMongoliaSemi-AridGraslandSoil-Vegetation-AtmosphereSurfaceStudy,IMGRASS)”是国家自然科学基... “内蒙古半干旱草原土壤-植被-大气相互作用(InnerMongoliaSemi-AridGraslandSoil-Vegetation-AtmosphereSurfaceStudy,IMGRASS)”是国家自然科学基金委在“九五”期间支持的跨学部重大项目。该项目是全球变化研究的一个重要组成部分,主要着眼于具有全球代表性的温带半干旱草原区域中土壤-植被-大气相互作用的过程与参数化方案研究,理解在人类活动逐步增强背景下气候变化对草原生态的作用与反馈,定量了解中纬半干旱草原在温室气体排放与生物地球化学循环中的作用,发展利用卫星定量遥感陆气相互作用的反演方法与集成。这一项目将由一项中尺度综合观测和几项研究课题构成,希望成为我国对全球变化研究的新的独特贡献,亦为温带半干旱草原可持续发展提供进一步的对策依据。本文简要介绍IMGRASS项目的科学问题与实验计划。 展开更多
关键词 内蒙古 全球变化 温带半干旱草原 陆面过程参数 地-气系统遥感
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城市及乡村大气边界层结构的数值模拟 被引量:22
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作者 刘树华 李洁 文平辉 《北京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期90-97,共8页
建立了一个研究城乡非均匀下垫面陆面物理过程与大气边界层相互作用的模式。模拟了城市及郊区、乡村下垫面的地面热量通量、地表温度、混合层高度及大气边界层结构等特征。对城乡之间的差别进行了对比。模式主要依赖于以下参数和物理量 ... 建立了一个研究城乡非均匀下垫面陆面物理过程与大气边界层相互作用的模式。模拟了城市及郊区、乡村下垫面的地面热量通量、地表温度、混合层高度及大气边界层结构等特征。对城乡之间的差别进行了对比。模式主要依赖于以下参数和物理量 :地面反照率、下垫面粗糙度、土壤的可含水量、下垫面的热容量和热扩散系数、云量等参数。结果表明 ,本模式能合理地模拟不同地表热量平衡、地表气温、混合层高度、湍流交换系数、湍流动能、位温廓线等 ,以及它们的日变化。该模式所取参数主要针对北京市 ,时间为九月初 ,对于其他城市 ,参数应作相应的调整。本模式还可以用于其他均匀或非均匀下垫面的模拟。 展开更多
关键词 大气边界层 陆面过程参数 非均匀下垫 数值模拟 大气结构 热量通量 地表温度
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SVAT模型的研究与应用 被引量:11
15
作者 卫三平 王力 吴发启 《中国水土保持科学》 CSCD 2008年第2期113-120,共8页
土壤-植被-大气传输(SVAT)模型对于研究大气水、植物水、地表水、土壤水和地下水的相互作用和相互关系、植物耗水过程与生态需水规律、生态系统与局地气候的反馈机制、土壤水分与植被的相互作用机制,以及生态环境的恢复与重建具有十分... 土壤-植被-大气传输(SVAT)模型对于研究大气水、植物水、地表水、土壤水和地下水的相互作用和相互关系、植物耗水过程与生态需水规律、生态系统与局地气候的反馈机制、土壤水分与植被的相互作用机制,以及生态环境的恢复与重建具有十分重要作用。SVAT模型经过"水桶"模型、生物物理学模型以及生物化学模型3个阶段约半个世纪的发展,已由最初的单层模型发展到双层模型、多层模型,取得了很大的进展。该文总结了SVAT模型主要水热过程的参数化方案,模型的应用研究、比较以及参数化方案的改进,并提出下垫面不均匀性、模型的简化、模型的全面性、模型的验证和比较等亟待进一步改进和完善的问题。 展开更多
关键词 SVAT模型 土壤-植被-大气系统 陆面过程参数 气耦合传输
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青藏高原非均匀下垫面热力输送系数的估算
16
作者 高世仰 张杰 罗琦 《高原气象》 CSCD 北大核心 2017年第3期596-609,共14页
利用欧洲中心的再分析资料(2000—2014年)风速和温度再分析资料,结合增强植被指数、植被类型、地面高程等多种卫星遥感资料以及陆面过程观测资料,在廓线-通量法的基础上,对以往动力和热力粗糙度方案加以改进,建立了更准确的空气动力学... 利用欧洲中心的再分析资料(2000—2014年)风速和温度再分析资料,结合增强植被指数、植被类型、地面高程等多种卫星遥感资料以及陆面过程观测资料,在廓线-通量法的基础上,对以往动力和热力粗糙度方案加以改进,建立了更准确的空气动力学粗糙度和热传输附加阻尼的估算方案,进而求得适用于青藏高原非均匀下垫面的热力输送系数。并利用2008年JICA项目试验的涡动相关观测资料与GAM E-Tibet试验的梯度观测资料进行了对比与检验。结果表明:改进的估算方案能够体现高原地形和植被的非均匀特征;青藏高原的粗糙度等相关参数的时空分布特征与植被高度和密度、下垫面的热力条件密切相关;热力输送系数具有南部大于北部,东部大于西部,夏季大于冬季的特征;高植被和地-气温差偏大的区域热力输送系数偏大。 展开更多
关键词 青藏高原 粗糙度 热力输送系数 陆面过程参数
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绿洲效应的模拟及内外因子的敏感性实验 被引量:10
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作者 刘树华 胡予 +3 位作者 胡非 梁福明 王建华 刘和平 《大气科学》 CSCD 北大核心 2005年第6期997-1009,共13页
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... 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。 展开更多
关键词 物理过程参数化方案 绿洲效应 内外因子 敏感性实验
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