不同陆面模式对我国地表温度模拟的适用性评估 被引量：40

1

作者 孙帅 师春香 +3 位作者 梁晓 韩帅 姜志伟 张涛 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期737-749,共13页

基于CLDAS大气驱动数据驱动CLM3.5陆面模式和3种不同参数化方案下的Noah-MP陆面模式模拟得到的地表温度,利用中国气象局2009-2013年2000多个国家级地面观测站地表温度进行质量评估。结果表明:从时间分布看,模拟地表温度与观测的偏差及... 基于CLDAS大气驱动数据驱动CLM3.5陆面模式和3种不同参数化方案下的Noah-MP陆面模式模拟得到的地表温度,利用中国气象局2009-2013年2000多个国家级地面观测站地表温度进行质量评估。结果表明:从时间分布看,模拟地表温度与观测的偏差及均方根误差均呈季节性波动;从空间分布看,模拟地表温度与观测的偏差及均方根误差在中国东部地区相对于中国西部地区更小。选择Noah-MP陆面模式3种不同参数化方案模拟结果进行对比,结果表明:Noah-MP模式的非动态植被方案不变时,考虑植被覆盖度的二流近似辐射传输方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于考虑太阳高度角和植被三维结构的二流近似辐射传输方案Noah-MP陆面模式模拟的地表温度;选择动态植被方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于选择非动态植被方案的NoahMP陆面模式;总体而言,考虑动态植被方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于其他两种参数化方案的Noah-MP陆面模式以及CLM3.5陆面模式模拟的地表温度。 展开更多

关键词 CLDAS CLM3.5 Noah-MP 地表温度 站点观测

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集合卡尔曼滤波数据同化方法改进土壤水分模拟效果 被引量：13

2

作者 陈鹤 杨大文 +1 位作者 刘钰 张宝忠 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期99-104,共6页

陆面过程模型是连续模拟土壤水分的有效工具,然而输入数据及模型结构本身的不确定性会导致模拟误差在模型运行过程中不断积累。数据同化技术可以考虑模型不确定性,实时修正模型状态变量,进而提高土壤水分的模拟精度。本研究构建集合卡... 陆面过程模型是连续模拟土壤水分的有效工具,然而输入数据及模型结构本身的不确定性会导致模拟误差在模型运行过程中不断积累。数据同化技术可以考虑模型不确定性,实时修正模型状态变量,进而提高土壤水分的模拟精度。本研究构建集合卡尔曼滤波（En KF,ensemble Kalman filter）数据同化方法,将其集成到水文强化陆面过程模型HELP（hydrologically-enhanced land process）中,对模型中土壤水分及表面温度等状态变量进行优化。模型选取山东位山生态水文观测站2006年的数据进行验证,采用未经同化的模型率定结果作为基准值。结果表明,数据同化后表层、根层、深层土壤水分模拟结果相比基准值均有提高,土壤含水量均方根误差减小30%-50%,证明采用数据同化方法能够有效提高土壤水分的模拟结果。 展开更多

关键词 土壤 遥感 温度 数据同化 陆面过程模型 土壤含水量

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近百年全球地表月气温数据的概况与初步整合 被引量：9

3

作者 徐文慧 李庆祥 +1 位作者 杨溯 许艳 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2014年第5期358-364,共7页

基于国际上最著名的4套全球地表月气温数据集,即英国东安格利亚大学气候研究所数据集(CRUTEM3)、美国国家气候数据中心数据集(GHCN-V3)、美国国家航天航空局数据集(GISSTMP)和Berkeley地球表面气温数据集,从分析现有资源的状况人手,通... 基于国际上最著名的4套全球地表月气温数据集,即英国东安格利亚大学气候研究所数据集(CRUTEM3)、美国国家气候数据中心数据集(GHCN-V3)、美国国家航天航空局数据集(GISSTMP)和Berkeley地球表面气温数据集,从分析现有资源的状况人手,通过广泛的国际调研与合作,整合了这4套全球地表逐月气温数据集和一些主要国家或地区的区域数据集,研发了中国第一套全球陆地表面逐月气温站点数据集。该数据集共包含全球9519站、7073站及6587站的月平均气温、最高及最低气温(序列长度不低于20年)数据,同CRUTEM3和GHCN-V3数据集相比,该数据集站点密度在各个区域都有所增加,尤其是在南美洲、非洲及亚洲地区;另外,1990年代以来的站点数量显著增加,有利于降低自1990年以来全球气温变化趋势估计的不确定性。 展开更多

关键词 全球地表 逐月气温数据集 数据整合 气候变化

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基于EnKF-3DVar模型的海淀区地表温度模拟 被引量：3

4

作者 张耘 于强 +3 位作者 李梦莹 黄元 岳攀 王计平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期166-172,共7页

以城市化程度较深的北京市海淀区为研究区,基于2005年、2010年和2015年的遥感影像数据,利用基于影像(IB)的算法反演城市地表温度空间分布。将数据同化算法EnKF-3DVar与CA/Markov模型集成,将海淀区的多年平均臭氧浓度空间分布数据同化进... 以城市化程度较深的北京市海淀区为研究区,基于2005年、2010年和2015年的遥感影像数据,利用基于影像(IB)的算法反演城市地表温度空间分布。将数据同化算法EnKF-3DVar与CA/Markov模型集成,将海淀区的多年平均臭氧浓度空间分布数据同化进行城市地表温度的模拟预测。结果表明海淀区的城市地表温度10年间呈现先下降后上升的趋势,但总体呈现下降趋势,其中2015年的平均温度为31.139 3℃。引入EnKF-3DVar的预测模型能够显著提升模型的模拟精度,所预测的2015年的数据结果 Kappa系数达到0.821 6。在有城市公园绿地的模式下,地表温度高值区呈现缓解趋势,在无城市绿地公园的模式下,城市地表温度高值区呈现出明显的扩张趋势,最高温度达到了56.142 3℃,城市生态绿地对于城市地表温度的空间分布影响巨大,合理布局城市绿地公园意义重大。 展开更多

关键词 地表温度 遥感反演 数据同化 海淀区

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CoLM模式地表温度变分同化研究 被引量：3

5

作者 孟春雷 张朝林 刘长友 《大气科学》 CSCD 北大核心 2012年第5期985-994,共10页

本文采用变分方法对通用陆面模式(CoLM)中的地表温度进行同化。同化伴随约束条件采用CoLM模式中的地表及植被能量平衡方程,调节因子采用裸土及植被蒸发比。采用美国通量网(AmeriFlux)中的Bonville站数据对同化方法进行了单点验证,验证... 本文采用变分方法对通用陆面模式(CoLM)中的地表温度进行同化。同化伴随约束条件采用CoLM模式中的地表及植被能量平衡方程,调节因子采用裸土及植被蒸发比。采用美国通量网(AmeriFlux)中的Bonville站数据对同化方法进行了单点验证,验证结果表明同化后地表温度以及蒸散结果更加接近于实测值。选取中国华北地区对同化方法进行区域验证,结果显示每天仅采用白天一次观测值对地表温度进行同化的方法是有效的。通过对同化前后地表温度误差直方图比较可以发现,在有MODIS观测值的区域,同化后白天地表温度误差大大降低,同时,同化后地表蒸散空间分布图也发生了变化。单点验证以及区域验证结果都表明了变分同化方法是可靠的。变分同化方法可以改进陆面模式模拟结果,对于地表过程研究中的植被生态、水文等研究具有重要意义,同时,陆面模式可以与数值预报模式进行耦合,改进数值预报结果。 展开更多

关键词 变分同化 CoLM模式 地表温度 蒸发比 蒸散

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集合卡尔曼滤波同化估算地表水热通量的研究

6

作者 刘翔舸 王鹏新 +2 位作者 唐伯惠 黄健熙 陶欣 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期393-399,共7页

采用了顺序同化方法,利用集合卡尔曼滤波(EnKF)耦合一个简单陆面过程模型,从而完成了改善地表水热通量估算精度的研究工作。在建立同化系统的过程中,对同化系统的模型误差进行了探讨和设定,并通过已建立的同化系统对EnKF中的集合大小设... 采用了顺序同化方法,利用集合卡尔曼滤波(EnKF)耦合一个简单陆面过程模型,从而完成了改善地表水热通量估算精度的研究工作。在建立同化系统的过程中,对同化系统的模型误差进行了探讨和设定,并通过已建立的同化系统对EnKF中的集合大小设定进行了试验。利用山东禹城试验站提供的站点实测数据与MOD16产品数据,进行同化系统的驱动和通量结果的验证。结果表明,以EnKF方法的数据同化系统能较好地完成对地表水热通量的估算,通过与MODIS ET(MOD16A2)产品的对比试验,证明该方法具有一定的稳定性和适用性,能较准确地对地表水热通量进行估算。 展开更多

关键词 集合卡尔曼滤波 陆面过程模型 地表温度 顺序滤波的同化 地表水热通量

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云下遥感地表温度重构方法研究 被引量：7

7

作者 周芳成 唐世浩 +2 位作者 韩秀珍 宋小宁 曹广真 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2021年第1期78-85,共8页

地表温度是研究地-气之间水热平衡的重要参数,对地表温度的全天候获取具有重要意义。热红外遥感可以获得较高分辨率空间全覆盖的地表温度产品,但是有云地区数据缺失问题制约了地表温度遥感产品的全天候应用。文章发展了2种对云下缺失的... 地表温度是研究地-气之间水热平衡的重要参数,对地表温度的全天候获取具有重要意义。热红外遥感可以获得较高分辨率空间全覆盖的地表温度产品,但是有云地区数据缺失问题制约了地表温度遥感产品的全天候应用。文章发展了2种对云下缺失的地表温度进行重构的方法,方法1是借助地表温度同化数据集发展了一种时空匹配的数据融合方法,方法2是将当前在海表参数重构研究中较为流行的经验正交函数插值法(data interpolating empirical orthogonal function,DINEOF)方法应用于地表温度的重构研究中。通过对2017年中国地区地表温度遥感数据的重构对比了2种方法的效果与精度,结果显示:2种方法在整个中国地区不同季节有云条件下精度在2.5~3.5 K之间。方法可为今后地表温度遥感数据的全天候获取提供有益帮助。 展开更多

关键词 地表温度 重构 地表温度同化数据集 经验正交函数插值法

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基于MODIS卫星资料研究三峡工程对库区地表温度的影响 被引量：8

8

作者 高蕾 陈海山 孙善磊 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2014年第3期226-234,共9页

利用2001—2012年MODIS地表温度资料,分析了三峡库区蓄水后水体对冬、夏两季白天和夜间地表温度的影响。由于下垫面水陆和地势的影响,白天地表温度高值区主要位于四川盆地东部,夜间则主要出现在长江江面;温度日较差在长江和海拔较高地... 利用2001—2012年MODIS地表温度资料,分析了三峡库区蓄水后水体对冬、夏两季白天和夜间地表温度的影响。由于下垫面水陆和地势的影响,白天地表温度高值区主要位于四川盆地东部,夜间则主要出现在长江江面;温度日较差在长江和海拔较高地区较小,且夏季水体日较差小于冬季。分别用水体和I^X缓冲区地表温度减去XI缓冲区去除气候背景场影响,发现冬季白天地表温度趋势在水体及I^VI缓冲区由下降转为上升,夜间地表温度在相同距离内显著升高。利用蓄水后(2003—2012年)地表温度和日较差分别减去蓄水前(2001—2002年)剔除地形影响,发现:冬季,三峡工程水库蓄水对局地地表温度具有增温效果,且强度和范围夜间大于白天;夏季,对地表温度有降温作用,白天大于夜间;同时,冬、夏季的温度日较差减小;且水体对局地地表温度和日较差的影响随距水体距离的增加而减小,其影响范围基本维持在0~8 km范围内。 展开更多

关键词 地表温度 MODIS卫星资料 三峡工程 库区

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原始热通量资料的海陆分布对近海SST模拟的影响 被引量：2

9

作者 宋丹 Thomas Pohlmann 陈学恩 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期24-28,共5页

对于海洋数值模式用以计算海表温度(SST)的热通量资料,本文在插值的过程中引入了1个权重因子f,以探讨由于原始资料和数值模式的分辨率以及相应的海陆分布的不同所导致的近海SST模拟误差。对于原始资料中坐标位于海洋的点,f_O=1.0;而对... 对于海洋数值模式用以计算海表温度(SST)的热通量资料,本文在插值的过程中引入了1个权重因子f,以探讨由于原始资料和数值模式的分辨率以及相应的海陆分布的不同所导致的近海SST模拟误差。对于原始资料中坐标位于海洋的点,f_O=1.0;而对于坐标位于陆地的点,f_L～[0,1]。数值实验对比了渤海和北黄海的原始数据插值结果和SST模拟结果。通过对比数值模式和原始资料的海陆分布,发现在模拟海区有相当多的模式水点被原始资料的陆点半围绕,在这些点上的插值结果受f_L的取值影响较大。本文的对比数值实验表明,当f_L分别取0.5和1.0时,对SST的模拟差异在部分海域达到了O(0.1℃)的量级,与数值模式本身的误差量级相当,是海洋数值研究中应当给予重视的误差因素。 展开更多

关键词 热通量资料 海陆分布 权重因子 海表温度

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基于FTIR野外实测的沙漠下垫面地表发射率数据集 被引量：1

10

作者 刘凯露 王远弘 +2 位作者 买买提艾力·买买提依明 杨帆 刘永强 《湖北农业科学》 2021年第24期197-202,共6页

地表发射率是陆面过程模型模拟长波辐射和地表温度的重要参数。为解决现有地表发射率在干旱区沙漠下垫面实测数据较少的问题,利用变换热红外光谱仪FTIR观测波长8~14μm的热红外大气窗口的地表辐射光谱,再经冷热黑体和漫反射金板校正后,... 地表发射率是陆面过程模型模拟长波辐射和地表温度的重要参数。为解决现有地表发射率在干旱区沙漠下垫面实测数据较少的问题,利用变换热红外光谱仪FTIR观测波长8~14μm的热红外大气窗口的地表辐射光谱,再经冷热黑体和漫反射金板校正后,计算该波长范围的地表发射率光谱,将地表发射率光谱区间离散化后积分获得地表发射率值,从而建立地表发射率数据集。结果表明,该数据集中10个观测点南北贯穿塔克拉玛干沙漠且分布均匀(沙漠周边的过渡带和绿洲与沙漠腹地均有分布),该数据集可为卫星遥感资料反演干旱区地表发射率和地表温度,为探究陆面过程参数化方案在干旱区适用性等方向提供良好的数据支撑。 展开更多

关键词 塔克拉玛干沙漠 地表比辐射率 地表温度 FTIR 数据集

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两种OI陆面同化方法在GRAPES＿Meso模式中的初步应用试验 被引量：5

11

作者 王莉莉 龚建东 《气象》 CSCD 北大核心 2018年第7期857-868,共12页

初始土壤湿度和土壤温度,对陆面模式以及数值模式的模拟结果都有很大影响。OI(Optimal Interpolation)方法,是考虑观测和预报误差的客观统计方法,能够给出一个修正后的土壤湿度和土壤温度。在OI方法基础上发展的OI_EC和OI_MF方法,已经... 初始土壤湿度和土壤温度,对陆面模式以及数值模式的模拟结果都有很大影响。OI(Optimal Interpolation)方法,是考虑观测和预报误差的客观统计方法,能够给出一个修正后的土壤湿度和土壤温度。在OI方法基础上发展的OI_EC和OI_MF方法,已经在欧洲中期天气预报中心、法国气象局等业务应用。现在的GRAPES_Meso模式还未引入陆面同化技术,所以本文将OI_EC和OI_MF两种陆面同化方法在GRAPES_Meso中进行初步应用。通过夏、冬两个季节的试验结果发现:两种陆面同化方法均能有效地提高模式对2m气温模拟效果,对于降水模拟结果没有明显变化。对比两种OI陆面同化方法结果,OI_EC方法得到的系数更为合理,OI_MF方法不适合模拟植被覆盖较低的区域。 展开更多

关键词 陆面同化 OI_EC OI_MF GRAPES 土壤含水量 土壤温度

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