發(fā)布時間：2020-07-02 09:55

【摘要】：土壤溫濕度作為陸面數(shù)據(jù),與我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的生活密切相關(guān)。而山東省是我國少數(shù)幾個農(nóng)業(yè)種植面積超過50%的省份,迫切需要時空分辨率較高的土壤溫濕度數(shù)據(jù)來作為監(jiān)測土壤墑情、指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的重要依據(jù)。在站點觀測空間連續(xù)性較差,遙感觀測易受天氣、植被和陸表的粗糙度的影響的情況下,陸面模式模擬時空連續(xù)和垂直分層的優(yōu)勢使之成為獲取土壤溫濕度的行之有效的方式。本研究將CLM3.5陸面模式進(jìn)行編譯及本地化,將國家氣象信息中心研發(fā)的的高分辨率陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)HRCLDAS V1.0的驅(qū)動數(shù)據(jù)接入本地化的CLM3.5陸面模式中,并修改CLM3.5模式的地表參數(shù)模塊,進(jìn)行CLM3.5陸面模擬得到山東區(qū)域的時空連續(xù)的土壤溫濕度數(shù)據(jù);利用站點觀測數(shù)據(jù),對模式模擬的土壤溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行了評估檢驗,并在農(nóng)業(yè)干旱監(jiān)測進(jìn)行應(yīng)用。得到如下主要結(jié)論:(1)大氣驅(qū)動數(shù)據(jù)的評估利用山東省氣象自動站點的觀測數(shù)據(jù)對HRCLDAS V1.0和美國同類業(yè)務(wù)產(chǎn)品GLDAS的氣溫和濕度驅(qū)動數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比驗證與比較分析,結(jié)果表明:兩種數(shù)據(jù)都能夠反映出觀測數(shù)據(jù)的空間分布特征,而多源數(shù)據(jù)融合的HRCLDAS V1.0驅(qū)動數(shù)據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于美國同類業(yè)務(wù)產(chǎn)品。(2)CLM3.5陸面模式的本地化通過對CLM3.5陸面模式進(jìn)行所需軟件庫安裝、編譯、修改大氣驅(qū)動數(shù)據(jù)接口、替換地表參數(shù),實現(xiàn)了CLM3.5在Unix系統(tǒng)的本地化,使得國家氣象信息中心研制的中國氣象局高分辨率陸面數(shù)據(jù)同化(HRCLDAS V1.0)數(shù)據(jù)接入CLM3.5陸面模式中并能夠進(jìn)行土壤溫濕度的模擬。(3)模式結(jié)果的分析利用經(jīng)過質(zhì)量控制的中國氣象局自動站土壤水分觀測數(shù)據(jù)和國家級自動站土壤溫度數(shù)據(jù),結(jié)合GLDAS土壤溫濕度產(chǎn)品和CCI土壤濕度產(chǎn)品,對CLM陸面過程模式模擬的結(jié)果進(jìn)行了綜合對比驗證與比較分析,結(jié)果表明:CLM模式能夠很好地模擬出在0-10cm深度的山東區(qū)域土壤濕度空間分布,效果明顯好于CCI土壤濕度和GLDAS土壤濕度。以地級市為范圍進(jìn)行評估中,CLM陸面模式模擬的土壤濕度與觀測數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)集中分布在0.8左右,與觀測數(shù)據(jù)的相關(guān)性很強。在土壤溫度評估中,在春季和秋季時間段,模式模擬的土壤溫度和GLDAS土壤溫度產(chǎn)品與觀測的相關(guān)性比較高,兩種數(shù)據(jù)較為接近,在夏季時間段中,陸面模式模擬的土壤溫度則效果明顯好于GLDAS土壤溫度。(4)模式結(jié)果應(yīng)用利用雙線性內(nèi)插重采樣算法計算了1km*1km分辨率的山東地區(qū)格點化的田間持水量和土壤容重數(shù)據(jù),并利用該數(shù)據(jù)將模式模擬的土壤濕度轉(zhuǎn)換為土壤相對濕度進(jìn)行了山東地區(qū)的農(nóng)業(yè)干旱監(jiān)測,都取得了較好的應(yīng)用效果。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S152

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2738055