【摘要】：全球氣候變化及其預測和模擬研究是當今國內(nèi)外關注的重要科學問題之一。陸氣間的相互作用,是地球氣候系統(tǒng)中極其關鍵的組成部分,同時也是控制大氣與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間進行能量和物質(zhì)交換的關鍵,更是地球氣候系統(tǒng)的主要驅(qū)動因素之一。而土壤水分和土壤溫度在陸地與大氣之間相互作用的過程中,又是決定因素。蒙古高原是歐亞大草原的主要組分,是世界上最大連續(xù)的具有較高草原物種多樣性的草原生態(tài)系統(tǒng)之一。近幾十年來,蒙古高原的生態(tài)環(huán)境問題越加顯著。本文基于WRF模型耦合Noah陸面模式,利用NCEP_fnl全球分析資料,對蒙古高原2000-2015年間四個年份(2000年、2005年、2010年、2015年)生長季0-10cm土壤水熱狀況進行模擬,重點關注蒙古高原土壤水熱特征及其與主要陸面參數(shù)之間的關系以及主要植被類型對土壤水熱變化的響應。論文主要結(jié)論如下:(1)WRF-Noah陸面模式適用于蒙古高原土壤水熱模擬;(2)2000-2015年蒙古高原生長季0-10cm土壤水分時空特征:蒙古高原生長季土壤水分含量具有明顯的空間分布特征,即北部和東部最高,西南部地區(qū)最低,自北向南、自東向西逐漸減少;16年間,土壤水分整體上呈增加趨勢,但并沒有達到顯著水平;土壤水分季節(jié)性波動較明顯,5-8月逐漸增加,9-10月逐漸下降。(3)2000-2015年蒙古高原生長季0-10cm土壤溫度時空特征:蒙古高原生長季土壤溫度空間分布具有明顯地帶性規(guī)律,即從北向南、從東向西逐漸增加,西南部土壤溫度最高;16年間,土壤溫度整體上略有下降,但并沒有達到顯著水平;土壤溫度季節(jié)性波動較明顯,5-8月逐漸增加,9-10月逐漸下降。(4)2000-2015年蒙古高原生長季0-10cm土壤水熱特征:大的氣候背景是影響土壤水熱的主要決定因素,對陸面特征產(chǎn)生綜合影響。相似氣候背景的下墊面,具有相似的土壤水熱特征。(5)2000-2015年蒙古高原生長季,植被對0-10cm土壤水熱變化的響應特征:1)草甸草原和典型草原,土壤溫度是影響植被NDVI變化的主要因子,其變化速率分別為0.0227單位/℃和0.0075單位/℃。2)荒漠草原,土壤水分和土壤溫度均不會對植被NDVI產(chǎn)生顯著影響。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S152
【圖文】：

圖 2.1 蒙古高原Figure 2.1 Mongolia Plateau2.1.3 氣候概況蒙古高原遠離海洋，為亞洲內(nèi)陸高原，是北半球最大的干旱半干旱高原，夏季溫暖，冬季寒冷，隸屬于中亞地區(qū)溫帶大陸性氣候[95]。高原北部和南部受北冰洋和太平洋水汽影響。太陽總輻射量從北向南、從東到西逐漸遞增，東北部與北部山區(qū)的年總輻射量約為 120-130Kcal/cm2，南部地區(qū)的阿拉善高原年總輻射量大約為 160 Kcal/cm2。隨著地理位置以及下墊面性質(zhì)的變化，不同地區(qū)的太陽總輻射量以及由海洋氣團所攜帶的水汽也產(chǎn)生了差異，從而使水熱的分配產(chǎn)生了明顯的地帶性規(guī)律。年均溫度從草甸草原的-1.7℃到荒漠草原的 5.6℃，年均降水約為 300-400mm，從北到南、從東到西遞減，在蒙古國

內(nèi)蒙古大學碩士畢業(yè)論文及 Richards 方程求解土壤溫度和土壤水分[100-101]。研究證明，Noah 陸面模式具有準壤熱力過程和水文過程的能力，因此本文用 WRF 模式耦合 Noah 陸面模式進行相關03]。文涉及的其他輔助軟件主要有：ARWpost、GrADS、Meteolnfo、SPSS、ArcGISlot。

Noah、CLM、Mosaic 和 VIC），可生成一系列數(shù)據(jù)資料，比如土壤溫度、土壤量以及潛熱通量等（獲取網(wǎng)址：https://disc.gsfc.nasa.gov/datasets?keywords=GAS 中土壤水分的單位是 kg/m2，在本文中需要轉(zhuǎn)換為土壤體積含水量，如公式kgm2m31000kg1000mm1m1土壤層厚度（mm）=體積含水量 （公3）土壤溫度驗證數(shù)據(jù)：土壤溫度驗證數(shù)據(jù)采用內(nèi)蒙古自治區(qū)生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中0 年-2015 年的共 34 個站點的實測土壤溫度數(shù)據(jù)（站點分布如圖 2.3 所示）和 空間分辨率為 1°×1°、時間分辨率為 1 月的土壤溫度數(shù)據(jù)（GLDAS 主要作為蒙溫度的驗證數(shù)據(jù)，在使用 GLDAS 數(shù)據(jù)作為驗證數(shù)據(jù)時，本文采取隨機選點，研究區(qū)的方法，選取相應數(shù)據(jù)進行對應結(jié)果驗證）。

【參考文獻】

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本文編號：2806520