【摘要】：陸面為大氣運動提供下邊界條件,是連接大氣與氣候系統(tǒng)中其他各圈層相互作用的重要途徑,陸面過程模擬的好壞直接關(guān)系著氣候預(yù)測和中長期天氣預(yù)報的準(zhǔn)確度。近年來,陸面觀測試驗在不同下墊面開展,獲取了大量的觀測數(shù)據(jù),極大地促進了陸面過程的研究和陸面模式的發(fā)展。雖然目前已發(fā)展了許多復(fù)雜程度不同的陸面模式,但不同模式的模擬能力在不同區(qū)域差別很大。我國西北干旱半干旱區(qū)陸面過程特征的觀測和資料分析研究較多,但是不同參數(shù)化方案在干旱半干旱區(qū)的適用性研究開展較少,針對此種情況,本文借助具有多種可選參數(shù)化方案的陸面模式Noah-MP,利用蘭州大學(xué)半干旱氣候與環(huán)境觀測站(SACOL)和干旱區(qū)黑河生態(tài)水文遙感試驗戈壁站的觀測資料,開展不同的感熱輸送系數(shù)、植被氣孔阻抗和土壤阻抗參數(shù)化方案在西北干旱半干旱區(qū)的適用性研究。首先采用模式默認的3種參數(shù)化方案,即M-O感熱輸送系數(shù)方案、Ball-Berry氣孔阻抗方案和SZ09土壤阻抗方案,利用Noah-MP模式對這兩個站點的陸面過程進行模擬,通過與觀測值進行比較評估模式在這兩個站點的模擬能力。模式對干旱和半干旱區(qū)土壤濕度和土壤溫度具有較好的模擬能力;凈輻射通量的模擬值與觀測值都非常接近,但是潛熱通量與感熱通量在干旱和半干旱區(qū)的模擬偏差較大。其次,針對模擬過程中出現(xiàn)的地表熱通量模擬值偏差較大的問題,分別選用Chen97感熱輸送系數(shù)方案、Jarvis氣孔阻抗方案和LP92土壤阻抗方案來代替原有默認方案,對比選用的參數(shù)化方案對模擬結(jié)果的影響。選用Chen97方案計算感熱輸送系數(shù)可以改善模式在干旱和半干旱區(qū)對感熱通量的模擬效果;Jarvis氣孔阻抗方案能增大半干旱區(qū)SACOL站的植被蒸騰,改進潛熱通量的模擬效果,同時也使熱通量在感熱和潛熱間分配比例更合理;使用LP92土壤阻抗方案可增加半干旱區(qū)SACOL站的土壤蒸發(fā),明顯改善潛熱通量的模擬效果,但是LP92方案的使用并未改善干旱區(qū)戈壁站潛熱通量偏小的問題,甚至增大了感熱通量的峰值。最后,將選用的3種參數(shù)化方案進行不同形式的組合,以期進一步改進模擬性能。組合試驗在半干旱區(qū)的模擬結(jié)果明顯優(yōu)于默認參數(shù)化方案的;相比一次只更換一種方案,采用同時更換2組或3組原有參數(shù)化方案可以進一步減小模擬的感熱和潛熱通量的誤差,但是土壤濕度和溫度的模擬效果并沒有同步改善。組合試驗在干旱區(qū)模擬的潛熱通量與默認參數(shù)化方案相比變化非常小,感熱通量的模擬結(jié)果則改進明顯,但模擬誤差和可預(yù)報性均低于單獨使用Chen97方案的結(jié)果。
【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】：P435

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1 葉丹;陸面模式Noah-MP中不同參數(shù)化方案在西北干旱半干旱區(qū)的適用性[D];蘭州大學(xué);2016年

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本文編號：2623218