首页> 中文学位 >裸土下垫面陆面参数化方案改进及区域气候模拟研究
【6h】

裸土下垫面陆面参数化方案改进及区域气候模拟研究

代理获取

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权的说明

致谢

第一章绪论

§1.1引言

§1.2陆面过程研究背景

§1.2.1陆面过程与气候系统

§1.2.2以土壤过程为基础的裸土下垫面陆气相互作用

§1.3干旱区陆面过程与气候变化

§1.3.1旱区陆面过程研究的重要性

§1.3.2干旱区陆面过程的研究特点

§1.3.3干旱区陆面过程研究现状

§1.4研究问题的提出

§1.5研究内容与章节安排

参考文献

第二章陆面过程模式简介

§2.1简单生物圈—大气传输模式BATS

§2.2陆面过程模式LSM

§2.3 LSM与BATS物理过程对比

§2.4模拟基本状况检验

§2.5本章小结

致谢

参考文献

第三章单点陆面过程模式中裸土参数化方案的模拟改进

§3.1观测资料简介

§3.2日变化偏差分析

§3.3敏感性试验

§3.3.1地表反照率参数化

§3.3.2地表热性质参数

§3.3.3地表粗糙长度

§3.3.4地表蒸发因子

§3.3.5地表蒸发阻抗

§3.3.6综合性敏感试验

§3.4本章小结

致谢:

参考文献

第四章简单裸土参数化方案对大气环流模式的模拟改进

§4.1试验方案设计

§4.1.1 模式简介

§4.1.2方案改进

§4.1.3方案设计

§4.2模拟结果

§4.2.1大尺度环流系统

§4.2.2水平风场

§4.2.3东亚、南亚季风降水

§4.2.4地表气温

§4.2.5地表热通量

§4.3本章小结

参考文献

第五章区域气候模式RegCM3对西北地区的模拟检验

§5.1模式简介

§5.2对西北地区的模拟检验

§5.2.1试验A:对西北地区短期气候平均状态的模拟检验

§5.2.2试验B:对西北地区极端干旱个例的模拟检验

§5.2.3试验C:区域选择及参数化方案的敏感性

§5.3本章小结

致谢:

参考文献

第六章裸土参数化方案对西北区域气候的模拟试验

§6.1LSM与区域气候模式RegCM3的耦合研究

§6.1.1耦合思想

§6.1.2试验方案设计

§6.2陆面参数和方案在RegCM3中的改进

§6.2.1试验A:均匀下垫面模拟试验

§6.2.2试验B:非均匀下垫面模拟试验

§6.3本章小结

参考文献

第七章总结与展望

博士期间发表论文:

展开▼

摘要

本文旨在通过修正和改进数值模式中有关裸土的参数和参数化方案以改善模式对我国西北干旱区陆面和区域气候的模拟。首先根据黑河和敦煌实验结果及国内外发展的一些优秀裸土参数化方案对土壤参数、裸土参数化方案在复杂程度不同的单点陆面模式BATS和LSM中进行了模拟改进,然后对区域气候模式RegCM3和LSM进行耦合,分别在大气环流模式CCM3、区域气候模式RegCM3和耦合模式RegCM&LSM中进行了模拟改进工作,并用观测资料进行了检验,得到以下几个结论: (1)陆面模式BATS和LSM在处理裸土表面辐射过程、热过程和裸土蒸发方面存在着较大偏差。在进行了土壤热容、热传导率、热扩散率、地表粗糙度、地表热通量输送系数、地表蒸发因子等参数的修正和裸土反照率、地表热通量、蒸发阻抗参数化方面的改进后,模式能较好的模拟地表吸收的太阳辐射、地表感热、潜热通量和地表温度等物理量,对于地表热过程的改进尤以正午显著。研究表明,对于干旱裸土地表,土壤热扩散率选取1.65×10-7m2.s-1和热输送系数选取2.10×10-3可以得到较合理的地表热过程模拟。采用观测蒸发因子(0.0045)和Sellers(1992)蒸发阻抗参数化则能显著地改善地表潜热通量的模拟。本研究也表明地表热过程的改进对裸土蒸发过程影响不显著; (2)简单裸土方案在一定程度上可以提高CCM3模式对我国西北干旱区和东亚地区对冬夏地气温度和区域降水的模拟能力,尤其能展示冬季青藏高原积雪分布的细节,并在一定程度上减少了夏季高原东南部降水的偏差;改进后的模式感热通量较原模拟增大,潜热通量总体减小; (3)区域气候模式RegCM3总体上能够再现西北短期气候平均状况、季节变化特征及干旱异常特征。但由于对对流层整层温度场和近地面气温存在季节性系统偏差,导致了大气环流场季节性的模拟偏差;降水模拟总体偏大,以西北东部受东亚季风影响的区域偏差最大,同时模拟无法避免在尖锐地形处出现的虚假降水现象;敏感性试验表明,模拟区域尺度选择和积云对流参数化方案对西北地区降水模拟有显著影响,在50Km的分辨率情况下模拟区东西方向选择4000Km和Kuo-Anthes积云对流参数化方案可以得到较好的模拟结果; (4)耦合模式ORegCM保留了LSM模式较细的土壤分层和辐射处理过程的优点,能更好地模拟敦煌地表吸收的太阳辐射;对于ORegCM进行土壤类型、地表粗糙度和蒸发阻抗方案等方面的改进后,对敦煌点地表温度的模拟改进显著,正午地表温度偏差缩小到3℃,日平均偏低不超过1℃; (5)分别在均匀和非均匀下垫面上进行反照率参数化和地表热通量参数化方案改进的结果表明,无论是否考虑植被下垫面的影响,模拟对沙漠裸土地表温度和气温的改进都很明显;但无论参数化方案考虑植被与否,温度模拟改进对于降水模拟都几乎没有影响。这反映了参数化对植被的处理还存在问题。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号