【摘要】：土壤濕度的氣候效應(yīng)及其記憶性一直是氣候研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。尤其對于青藏高原,其土壤水分相變引起的非絕熱加熱對局地乃至亞洲的天氣,氣候和環(huán)流的變化有著重要的影響,是一個(gè)值得重視的科學(xué)問題。本文利用GLDAS全球土壤濕度同化資料通過統(tǒng)計(jì)診斷和數(shù)值模擬方法,分析了全球土壤濕度記憶性的時(shí)空分布特征及其與氣候之間的關(guān)系。首先檢驗(yàn)了GLDAS土壤濕度資料在全球的質(zhì)量,并以青藏高原為例分析了GLDAS土壤濕度在高原地區(qū)的誤差及引起誤差的主要原因;在此基礎(chǔ)上利用GLDAS土壤濕度資料分析了土壤濕度記憶性在全球的時(shí)空分布特征;利用降水和氣溫定義了一個(gè)反映大氣溫濕程度的指數(shù),利用該指數(shù)分析了全球地區(qū)土壤濕度與局地氣候之間的聯(lián)系;在診斷分析的基礎(chǔ)上,在青藏高原上運(yùn)用數(shù)值模擬方法設(shè)計(jì)了兩組敏感性試驗(yàn),分析了高原春末土壤濕度對后期局地天氣過程的影響。得出了以下主要結(jié)論:(1)青藏高原地區(qū),GLDAS淺層(0-10cm)土壤濕度在非凍結(jié)期(4-10月)變化趨勢與觀測較為一致,但仍存在數(shù)值大小上的偏差,這種偏差主要由GLDAS驅(qū)動(dòng)資料中降水強(qiáng)迫資料的誤差引起;在凍結(jié)期(11月-翌年3月)GLDAS對土壤凍融過程的模擬與實(shí)際差異較大,這主要是由GLDAS模式中凍融參數(shù)化方案的缺陷及地表溫度的誤差引起的。(2)全球尺度上,GLDAS土壤濕度數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)具有較好的相關(guān)性,利用GLDAS土壤濕度數(shù)據(jù)得到的土壤濕度的記憶性在全球尺度上存在明顯的季節(jié)變化和空間差異。土壤濕度記憶性時(shí)間尺度從20天至110天不等,在濕潤地區(qū)以及一些高寒地區(qū),土壤濕度記憶性相對較長,在干旱地區(qū)淺層土壤濕度記憶性較短,中深層(10-200cm)土壤濕度記憶性較長;北半球土壤濕度的記憶性春季最長,南半球土壤濕度的記憶性夏季最長。(3)土壤濕度的記憶性量化了土壤濕度異常的持續(xù)性,體現(xiàn)在土壤濕度既能“記住”前期氣候的影響,也能持續(xù)影響后期的氣候。降水和氣溫作為與土壤濕度變化聯(lián)系最為密切的氣候因子,在不同季節(jié)和地區(qū)與土壤濕度之間的相互作用不同。夏秋季降水是北半球同期土壤濕度的主要來源;北半球中高緯度及青藏高原地區(qū),由于廣泛分布著凍土,春冬季土壤濕度的增加主要依賴于同期氣溫升高而引起的凍土活動(dòng)層的融凍及融雪;當(dāng)年的夏秋季降水通過下滲和凍土活動(dòng)層的凍結(jié)被保存起來,成為來年春季土壤濕度的主要來源,其中中層土壤(10~100 cm)是降水的主要存儲(chǔ)層;同理,當(dāng)年夏秋季氣溫的升高也會(huì)促進(jìn)次年淺中層(0~100 cm)土壤的融凍,使來年春季土壤水分增加,春季氣溫的升高也會(huì)促進(jìn)夏季土壤變濕。中低緯度地區(qū)及南半球,土壤濕度終年都隨同期降水的增加而增加,隨同期氣溫的升高而減小,中深層土壤主要存儲(chǔ)前一個(gè)季節(jié)的氣溫和降水信息,即隨春(夏/秋)季降水(氣溫)的增加(升高),夏(秋/冬)季中層土壤濕度增大(減小)。(4)春季作為北半球土壤濕度顯著增加的時(shí)期,局地土壤濕度的增加有利于中低緯度地區(qū)后期降水的增多,但與北半球高緯度地區(qū)后期降水的關(guān)系較差,在季節(jié)尺度上中層土壤濕度對后期的降水影響較明顯,在日至月尺度上淺層土壤濕度對后期降水的影響更重要;春季土壤濕度與夏季氣溫在大部分干旱地區(qū)呈現(xiàn)反相關(guān)關(guān)系,在高緯度地區(qū)則呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。(5)青藏高原春末土壤濕度的變化主要通過影響高原地區(qū)的非絕熱加熱以及水汽的輸送去影響高原地區(qū)后期的天氣過程。當(dāng)青藏高原地區(qū)春末土壤濕度增大,其地表潛熱通量和向上的水汽通量增大,氣溫降低,地表感熱通量減小,引起高原大部分地區(qū)500h Pa位勢高度升高,高原乃至中國上空200h Pa高空位勢高度降低,使高原西北部降水增多,降水持續(xù)時(shí)間變長;當(dāng)青藏高原地區(qū)春末土壤濕度減小,其土壤含水量減少,地表潛熱通量和向上的水汽通量也減小,氣溫升高,地表感熱通量增大,從而使得高原大部分地區(qū)500h Pa位勢高度降低,在高原乃至中國上空200h Pa高空位勢高度升高,使高原東南部降水增多,持續(xù)時(shí)間變長,西北部降水減少,持續(xù)時(shí)間變短。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S152.71

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭維棟,馬柱國,姚永紅;近50年中國北方土壤濕度的區(qū)域演變特征[J];地理學(xué)報(bào);2003年S1期

2 李樹巖;陳懷亮;方文松;趙國強(qiáng);;河南省近20年土壤濕度的時(shí)空變化特征分析[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2007年06期

3 韓俊杰;高永剛;南瑞;曹文達(dá);;1984-2005年黑龍江省主要農(nóng)區(qū)土壤濕度的變化特征[J];中國農(nóng)業(yè)氣象;2009年01期

4 范伶俐;郭品文;張羽;周懷博;;2008年的湛江土壤濕度特征[J];熱帶氣象學(xué)報(bào);2011年01期

5 李明星;馬柱國;牛國躍;;中國區(qū)域土壤濕度變化的時(shí)空特征模擬研究[J];科學(xué)通報(bào);2011年16期

6 朱海霞;宮麗娟;曲輝輝;呂佳佳;王晾晾;李百超;紀(jì)仰慧;閆平;王秋京;姜麗霞;王萍;;1981—2010年黑龍江省夏季土壤濕度演變特征[J];氣象與環(huán)境學(xué)報(bào);2012年05期

7 紀(jì)仰慧;王晨軼;朱海霞;姜麗霞;張劍俠;;松嫩平原土壤濕度時(shí)序變化特征[J];中國農(nóng)學(xué)通報(bào);2013年02期

8 ;三麥出苗與土壤濕度的關(guān)系[J];上海農(nóng)業(yè)科技;1977年20期

9 丁慶發(fā);;農(nóng)田土壤濕度變化與氣象因子的關(guān)系[J];現(xiàn)代化農(nóng)業(yè);1990年08期

10 錢允祺,陶士珩,王立祥,廖允誠;土壤濕度的統(tǒng)計(jì)特征及應(yīng)用分析[J];中國農(nóng)業(yè)氣象;1999年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 馬志紅;;鄭州市土壤濕度變化規(guī)律研究[A];第28屆中國氣象學(xué)會(huì)年會(huì)——S11氣象與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)[C];2011年

2 蔣沖;;隴東黃土高原農(nóng)田土壤濕度演變及其與氣候變化的響應(yīng)關(guān)系[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2011）論文摘要集[C];2011年

3 黃亮;彭小燕;丁愛萍;劉愛兵;黃新時(shí);;南通地區(qū)土壤濕度預(yù)報(bào)模型初步試驗(yàn)[A];第26屆中國氣象學(xué)會(huì)年會(huì)農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)與糧食安全分會(huì)場論文集[C];2009年

4 師春香;謝正輝;田向軍;錢輝;梁妙玲;;中國區(qū)域衛(wèi)星遙感土壤濕度同化系統(tǒng)研究[A];全國農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

5 丹利;季勁鈞;;1989-1998年中國土壤濕度的時(shí)空變化模擬[A];中國氣象學(xué)會(huì)2006年年會(huì)“氣候系統(tǒng)模式發(fā)展與應(yīng)用”分會(huì)場論文集[C];2006年

6 張秀芝;吳迅英;;35°N以南土壤濕度與降水的關(guān)系研究[A];《自然地理學(xué)與生態(tài)建設(shè)》論文集[C];2006年

7 周秉榮;申雙和;胡玲;;利用主成分分析法提取土壤濕度信息的技術(shù)方法研究[A];中國氣象學(xué)會(huì)2007年年會(huì)生態(tài)氣象業(yè)務(wù)建設(shè)與農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警分會(huì)場論文集[C];2007年

8 周秉榮;李鳳霞;申雙和;胡玲;;主成分分析法提取土壤濕度遙感信息的技術(shù)方法研究[A];2007農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)峰會(huì)論文摘要集[C];2007年

9 管曉丹;黃建平;郭鈮;;黃土高原地區(qū)土壤濕度變化特征的觀測研究[A];中國氣象學(xué)會(huì)2008年年會(huì)干旱與減災(zāi)——第六屆干旱氣候變化與減災(zāi)學(xué)術(shù)研討會(huì)分會(huì)場論文集[C];2008年

10 姜麗霞;李帥;閆平;朱海霞;紀(jì)仰慧;王萍;;黑龍江省近30a土壤濕度變化及其與氣候變化的關(guān)系[A];糧食安全與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)發(fā)展——2008年全國農(nóng)業(yè)氣象學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 云南 劉剛;溫室土壤濕度探測器[N];電子報(bào);2009年

2 河南黃河園林綠化工程有限公司 肖磊;四項(xiàng)技術(shù)有效控制施工成本[N];中國花卉報(bào);2008年

3 益農(nóng);目測土壤濕度法[N];山西科技報(bào);2003年

4 張洪書;如何測定土壤濕度[N];承德日報(bào);2005年

5 慶陽市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 曹小梅;番茄裂果的原因及防治[N];隴東報(bào);2010年

6 姚媛　編譯;新觀測證明土壤濕度和暴雨存在密切關(guān)系[N];中國氣象報(bào);2011年

7 王俊鳴;干旱與洪水預(yù)測技術(shù)獲突破[N];科技日報(bào);2004年

8 記者 王文輝;迅速掀起大田播種高潮[N];吉林日報(bào);2009年

9 朱訊;黑龍江春播要抗?jié)砙N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2013年

10 余小喬　黃春生;我市出現(xiàn)輕度旱情[N];蚌埠日報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉栗;中國東部土壤濕度對中國氣候的影響[D];中國氣象科學(xué)研究院;2017年

2 程善俊;氣溫和降水對全球土壤濕度變化的影響研究[D];蘭州大學(xué);2017年

3 李得勤;土壤濕度的模擬和估算研究[D];蘭州大學(xué);2010年

4 左志燕;我國東部土壤濕度異常對東亞夏季風(fēng)的影響[D];中國科學(xué)院研究生院;2007年

5 楊娜;基于云參數(shù)干旱遙感監(jiān)測模型與集合卡爾曼濾波的土壤濕度同化研究[D];武漢大學(xué);2010年

6 馬媛;新疆土壤濕度的微波反演及應(yīng)用研究[D];新疆大學(xué);2007年

7 胡婭敏;江淮梅雨異常的數(shù)值模擬及土壤濕度資料同化對其模擬的改進(jìn)[D];南京信息工程大學(xué);2007年

8 鄭興明;東北地區(qū)土壤濕度被動(dòng)微波遙感高精度反演方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院(東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所);2012年

9 劉英;神東礦區(qū)地表植被與土壤濕度遙感監(jiān)測研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2013年

10 尹楠;基于全極化雷達(dá)影像反演壟行結(jié)構(gòu)土壤濕度[D];吉林大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 保鴻燕;全球土壤濕度的記憶性特征及其氣候效應(yīng)[D];蘭州大學(xué);2017年

2 張曉影;中國區(qū)域土壤濕度特征分析及評估[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2009年

3 冉瓊;全國土壤濕度及其變化的遙感反演與分析[D];中國科學(xué)院研究生院（遙感應(yīng)用研究所）;2005年

4 吳徐燕;基于常規(guī)氣象資料計(jì)算的中國大陸土壤濕度的特征研究[D];蘭州大學(xué);2012年

5 李昂;土壤濕度及積雪數(shù)據(jù)的比較分析與融合[D];南京信息工程大學(xué);2013年

6 劉栗;中國東部春季土壤濕度的時(shí)空特征及多種再分析資料的對比[D];中國氣象科學(xué)研究院;2014年

7 陳立波;中國區(qū)域衛(wèi)星遙感土壤濕度的時(shí)空變化及其對東部夏季降水的可能影響[D];南京信息工程大學(xué);2015年

8 宋曉君;基于GEFA的中國夏季氣候?qū)|亞土壤濕度異常的響應(yīng)及其統(tǒng)計(jì)評估[D];南京信息工程大學(xué);2015年

9 王迪;基于CLM4.5模擬中國區(qū)域土壤濕度及其時(shí)空變化規(guī)律的研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

10 毛伏平;模式誤差對估算土壤濕度影響的研究[D];蘭州大學(xué);2015年

，

本文編號：2368634