【摘要】：研究陸氣相互作用有助于理解陸氣間復(fù)雜的能量和水份交換、改進(jìn)模式參數(shù)化方案。陸面定量影響降水的程度是反映陸-氣耦合特征的一個主要指標(biāo),而土壤濕度又在陸面過程中扮演重要角色,因此土壤濕度-降水耦合是陸-氣耦合的核心問題之一。由于土壤濕度觀測的不完整以及土壤濕度影響降水的中間過程復(fù)雜性,關(guān)于土壤濕度-降水耦合的定量研究結(jié)果差異較大。論文選用兩種目前較為流行的耦合強(qiáng)度診斷方法對中國區(qū)域土壤濕度與降水間耦合特征進(jìn)行研究。首先,利用GLDAS(Global Land Data Assimilation System)同化產(chǎn)品和12個參與CMIP5(Fifth Coupled Model Intercomparison Project)模式的輸出結(jié)果,從土壤濕度對降水影響的兩個中間環(huán)節(jié)出發(fā),通過分析陸面耦合指數(shù)ILH、潛熱通量-抬升凝結(jié)高度耦合指數(shù)ILCL以及抬升凝結(jié)高度ZLCL間接診斷耦合強(qiáng)度,并對1958~2013年及RCP4.5排放路徑下50年(2006~2055年)的4個代表性區(qū)域夏季耦合強(qiáng)度的年代變化特征進(jìn)行分析。之后分析陸面耦合指數(shù)與北極濤動指數(shù)、厄爾尼諾的相關(guān)性來探究耦合強(qiáng)度變化的可能原因。最后,從上述統(tǒng)計結(jié)果中選出兩個不受厄爾尼諾影響的強(qiáng)、弱耦合年份的夏季(即2000和2005年)作為模擬時段,并對統(tǒng)計的強(qiáng)耦合區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格加密,通過控制試驗(yàn)和降水對土壤濕度的敏感性試驗(yàn)直接診斷耦合強(qiáng)度。統(tǒng)計結(jié)果表明:1958~2013年間,內(nèi)蒙古陰山山脈附近、新疆和青海的部分地區(qū)為夏季中國土壤濕度與降水耦合的最強(qiáng)區(qū)域;陸面耦合指數(shù)ILH變化幅度從高到低依次為華北、華南、ILH大值區(qū)、西北地區(qū),并在20世紀(jì)70年代中期到80年代中期發(fā)生轉(zhuǎn)折。2006~2055年的平均而言,預(yù)估內(nèi)蒙古陰山山脈附近仍為耦合最強(qiáng)區(qū);與歷史時期(1958~2005年)比較,新疆中部和內(nèi)蒙古陰山山脈附近的耦合指數(shù)ILH增大,而廣西、廣東地區(qū)的則減小;對于耦合指數(shù)ILH的年代際變化,華北在2026~2035年最大,而華南則在該時段最小;西北地區(qū)變化不大,ILH大值區(qū)的耦合強(qiáng)度在逐漸增大。弱耦合年份一定是厄爾尼諾年,但是厄爾尼諾年不一定是弱耦合年份。基于2000年和2005年夏季中尺度模式WRF對中國區(qū)耦合強(qiáng)度的診斷結(jié)果,發(fā)現(xiàn)隨著降水時間序列平均時長的增加,土壤濕度-降水的耦合信號逐漸減弱,ΔΩ值在6小時降水時最強(qiáng);6小時降水的耦合高值區(qū)分布在山東、山西、河北、天津、北京、內(nèi)蒙古中南部地區(qū)。網(wǎng)格加密區(qū)上2000年在7月份耦合最強(qiáng),而2005年在8月份最強(qiáng),其中2000和2005年夏季加密區(qū)的共同強(qiáng)耦合中心為北京南部、天津、山東大部分地區(qū)、內(nèi)蒙古的包頭、呼和浩特、烏蘭察布。借助模擬手段又發(fā)現(xiàn)GLDAS資料統(tǒng)計所不能分辨的新的零星大值區(qū),它們大多分布在青藏高原、云南、四川中西部、貴州西部和東南沿海。2000年夏季耦合強(qiáng)度的值和大值區(qū)范圍均大于2005年,這與GLDAS數(shù)據(jù)分析得到結(jié)果吻合。兩種診斷耦合強(qiáng)度的方法得到的共同強(qiáng)耦合區(qū)為內(nèi)蒙古中南部;在6月份,共同強(qiáng)耦合區(qū)域還包括山東的部分地區(qū)。
【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】：2016
【分類號】：P426.6;P461.4

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本文編號：2616301