區(qū)域水分狀況作為土壤—植被—大氣耦合系統(tǒng)的影響因子之一,調(diào)節(jié)著系統(tǒng)的能量平衡及近地表氣溫。水分狀況調(diào)節(jié)氣溫主要包括兩種過程,一種由水分狀況變化作用于陸面過程及地表水熱耦合平衡影響氣溫,另一種由水分狀況變化導(dǎo)致的云量變化作用于地表能量影響氣溫;近地表氣溫受水分狀況的影響機(jī)制與規(guī)律是目前國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。論文識(shí)別了水分狀況調(diào)節(jié)氣溫過程中地表水熱通量及地表能量的變化,研究了區(qū)域水分狀況調(diào)節(jié)氣溫的機(jī)制、空間分布特征以及敏感性,最后還探討了黑河流域水分狀況變化對(duì)生態(tài)和氣溫的影響,取得如下研究成果:論文基于水熱耦合和能量平衡方程,采用氣象水文與地表輻射數(shù)據(jù),以降水反映區(qū)域水分狀況,在典型區(qū)域揭示了水分狀況調(diào)節(jié)氣溫的機(jī)制。研究結(jié)果表明:在干旱區(qū)域,隨著降水減少,蒸散發(fā)減少,地表潛熱減少,地表顯熱升高,導(dǎo)致氣溫升高;在濕潤區(qū)域,降水對(duì)氣溫沒有明顯調(diào)節(jié)作用;雖然降水減少時(shí)增加的太陽輻射為氣溫升高提供了潛在能量,但該部分能量在干旱與濕潤區(qū)域以不同方式釋放導(dǎo)致氣溫變化有所差異;在降水與溫室氣體調(diào)節(jié)氣溫的過程中,地表能量組分變化并不相同,或許可從能量角度識(shí)別兩者對(duì)氣溫的作用差異。論文提出兩個(gè)有效的掩膜,經(jīng)疊加過濾得到全球無積雪覆蓋但被氣象站覆蓋的柵格,基于所得柵格數(shù)據(jù),描述了氣溫、地表水熱通量及地表能量組分對(duì)降水響應(yīng)的空間分布特征。蒸散發(fā)是區(qū)域降水調(diào)節(jié)氣溫過程中的關(guān)鍵因素,其在不同區(qū)域受降水控制程度差異可能影響氣溫對(duì)降水的敏感性,論文選取地勢(shì)平坦過渡的三個(gè)典型區(qū)域,分析了區(qū)域內(nèi)柵格降水調(diào)節(jié)氣溫的幅度對(duì)蒸散發(fā)受降水控制程度的敏感性,研究結(jié)果表明隨著蒸散發(fā)受降水控制程度增加,柵格氣溫和地表能量組分受降水的影響幅度明顯增加,但在不同區(qū)域幅度增加并不相同。論文以我國西北干旱區(qū)黑河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域,以降水和地表徑流反映下游區(qū)域由于氣候變化和人類活動(dòng)影響的水分狀況。基于水熱耦合平衡方程,識(shí)別了實(shí)施治理工程前后氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)下游徑流變化的貢獻(xiàn)比例。通過遙感和長序列水文數(shù)據(jù)分析了徑流對(duì)下游植被影響。以此為基礎(chǔ),在下游額濟(jì)納綠洲區(qū),探討了區(qū)域水分狀況變化對(duì)近地表氣溫的影響。研究結(jié)果表明,自2001年流域?qū)嵤┲卫砉こ毯?區(qū)域水分狀況改善使下游額濟(jì)納灌區(qū)植被覆蓋面積增加,多年平均氣溫上升趨勢(shì)有所減緩。
【學(xué)位單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：P461

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本文編號(hào)：2809226