干旱區(qū)占陸地面積比例約40%,其地表特征多樣、生態(tài)脆弱,受人類活動影響較大,下墊面陸氣相互作用過程較復(fù)雜,對局地氣候乃至全球大氣環(huán)流系統(tǒng)的形成、發(fā)展具有較大影響。近地層能量不閉合問題,即近地層可利用能量高出測量得到的湍流通量,對下墊面和近地層之間的能量分配產(chǎn)生不確定影響,增加了干旱區(qū)地氣相互作用過程模擬研究的復(fù)雜性,也使未考慮能量閉合度的陸面過程參數(shù)化方案不能夠準確描述地氣相互作用過程,受此影響,局地大氣形勢及大尺度環(huán)流形勢的預(yù)測模擬過程與實際會不斷產(chǎn)生偏差,使氣候中長期模擬累積誤差增大。為研究干旱區(qū)不同能量閉合度情形對中長期氣候數(shù)值模擬所產(chǎn)生的影響,基于前人對能量閉合的研究基礎(chǔ),在區(qū)域氣候模式中分別引入閉合和未閉合情形下干旱區(qū)下墊面湍流輸送參數(shù)化方案,展開不同能量閉合度情形下地氣相互作用的氣候敏感性研究,揭示干旱區(qū)地氣相互作用過程對東亞季風(fēng)環(huán)流形勢發(fā)展的推動作用,探究干旱區(qū)陸面過程變化對氣候變化的貢獻情況。地氣相互作用過程受人類活動影響較大,例如干旱區(qū)農(nóng)業(yè)種植大面積推廣地膜覆蓋栽培,而地膜覆蓋農(nóng)田會抑制土壤水分蒸發(fā),改變下墊面向大氣的水熱傳輸過程。本文結(jié)合地膜農(nóng)田下墊面陸氣相互作用過程的研究資料,在RegCM4數(shù)值模型中構(gòu)建簡易地膜覆蓋農(nóng)田數(shù)值模型計算方案,引入地膜農(nóng)田下墊面土地使用類型,探究在干旱區(qū)大范圍農(nóng)田鋪設(shè)地膜和不鋪設(shè)地膜情形下,地氣相互作用過程的變化,對局地氣候以及東亞季風(fēng)區(qū)大氣環(huán)流形勢所產(chǎn)生的影響,了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中地膜種植對氣候變化的影響。本文主要結(jié)論如下:(1)干旱區(qū)不同能量閉合度氣候數(shù)值試驗結(jié)果顯示,依據(jù)能量閉合理論修正的湍流輸送方案,使近地面大氣從下墊面獲得的能量增多,氣流上升過程增強,增加的能量隨大氣運動輸送到整層大氣。從對流層下層到中上層,干旱區(qū)上空大氣位勢高度增加、氣流輻散增強,對東亞季風(fēng)氣流的北推過程產(chǎn)生一定的擾動作用,表明能量閉合度問題研究對改進氣候模擬預(yù)測具有很大意義。(2)地膜方案數(shù)值模擬結(jié)果顯示,該計算方案能夠較準確模擬出:地膜覆蓋的農(nóng)田阻擋土壤向大氣潛熱輸送,增強了地表感熱輸送,使近地面大氣溫度升高——這一系列地氣相互作用過程。基于地膜方案的這一動力機制過程,對局地對流性天氣過程的發(fā)生、發(fā)展產(chǎn)生直接影響。首先,地膜對大氣的加熱效果促進了對流性天氣的形成和發(fā)展;其次,地膜阻擋土壤水分向大氣輸送,使對流性降水過程的水汽供應(yīng)減少,抑制了降水的發(fā)生。(3)大面積農(nóng)田覆蓋地膜對下層大氣的加熱效果明顯,使對流層下層氣流上升過程增強、氣旋性環(huán)流特征增強,而氣流上升過程中,溫度降低,降到露點溫度之后發(fā)生凝結(jié),由于下墊面的水汽輸送減少,凝結(jié)潛熱釋放減少,氣流抬升動力減弱,在對流層中上層氣流開始輻散,使對流層中上層氣流呈反氣旋環(huán)流特征。(4)由于大范圍地膜覆蓋農(nóng)田促使局地氣流抬升、加強對流層下層氣旋性環(huán)流,使局地氣壓得到減弱,對西太平洋副熱帶高壓向西北方向推進產(chǎn)生擾動作用,對我國夏季降水偏移產(chǎn)生一定影響。本試驗為理想情況下,地膜面積比實際大很多,受地膜效應(yīng)影響,干旱區(qū)850hPa高度氣壓降低,對副高北移產(chǎn)生一定影響,表明地膜覆蓋農(nóng)田的研究對氣候環(huán)境評估有實用價值。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：P461

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 林文實,范紹佳,祝薇,劉黎明,肖萬能,潘榮慶;珠江口高分辨率下墊面特征的氣象學(xué)分析[J];中山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1998年S2期

2 劉和平,劉樹華,桑建國;不同下墊面水分與能量傳輸模式[J];大氣科學(xué);1999年04期

3 王成剛;孫鑒濘;胡非;蔣維楣;;城市水泥下墊面能量平衡特征的觀測與分析[J];南京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年03期

4 張會寧;張一平;何云玲;周躍;;昆明城市庭院氣溫垂直分布特征及不同下墊面對其影響的研究[J];熱帶氣象學(xué)報;2007年03期

5 柳守煜;鄒新紅;陳鮑發(fā);;景德鎮(zhèn)市不同下墊面溫度特點及預(yù)報[J];科技信息;2010年17期

6 李蕊;牛生杰;汪玲玲;呂晶晶;王燕;謝真珍;柯怡明;楊志彪;熊守權(quán);;三種下墊面溫度對比觀測及結(jié)冰氣象條件分析[J];氣象;2011年03期

7 裴海瑛;姜愛軍;葉香;;南京市區(qū)不同下墊面對近地層溫度影響[J];氣象科學(xué);2011年06期

8 張強,胡隱樵,楊瑜峰,趙紅巖;河西地區(qū)非均勻下墊面的大氣變性過程[J];高原氣象;1996年03期

9 王連喜,閔慶文,李鳳霞,張曉煜,閆蓉,張學(xué)藝,袁海燕;寧夏南部山區(qū)不同下墊面的小氣候特征分析[J];資源科學(xué);2005年04期

10 李雄;董蕙青;黃嘉華;廖俊華;;南寧各種下墊面溫度特征及預(yù)報方法探討[J];氣象科技;2005年06期

相關(guān)會議論文 前10條

1 李雄;;南寧盛夏不同下墊面溫度對比分析[A];新世紀氣象科技創(chuàng)新與大氣科學(xué)發(fā)展——中國氣象學(xué)會2003年年會“城市氣象與科技奧運”分會論文集[C];2003年

2 朱承瑛;雷正翠;孫磊;;不同下墊面溫度的變化特征分析及其預(yù)報方法的初步研究[A];S16 大氣成分與天氣氣候變化[C];2012年

3 雷正翠;王國強;臧曉鐘;霍焱;李進喜;;常州不同下墊面氣溫特征分析與預(yù)報[A];第26屆中國氣象學(xué)會年會第三屆氣象綜合探測技術(shù)研討會分會場論文集[C];2009年

4 吳徐平;袁仁民;;非均勻馬賽克下墊面的水槽實驗?zāi)M[A];2009第五屆蘇皖兩省大氣探測、環(huán)境遙感與電子技術(shù)學(xué)術(shù)研討會專輯[C];2009年

5 張會寧;張一平;何云玲;周躍;;昆明城市庭院氣溫垂直分布特征及不同下墊面對其影響的研究[A];中國生態(tài)學(xué)會2006學(xué)術(shù)年會論文薈萃[C];2006年

6 王中;杜欽;白瑩瑩;;三峽下墊面變化對重慶氣象要素影響的數(shù)值模擬[A];第26屆中國氣象學(xué)會年會全球和區(qū)域氣候模式及極端天氣氣候事件的模擬研究分會場論文集[C];2009年

7 陳葆德;侯依玲;田展;賀千山;;下墊面改變對華東區(qū)域氣溫的影響[A];第五屆副熱帶氣象學(xué)術(shù)業(yè)務(wù)研討會論文摘要匯編[C];2009年

8 董蕙青;莫青燕;蘇梅;;南寧市夏季不同下墊面溫度觀測和預(yù)報[A];城市氣象服務(wù)科學(xué)討論會學(xué)術(shù)論文集[C];2001年

9 董蕙青;莫青燕;廖俊華;蘇梅;張文燕;吳尚勤;;南寧市夏季不同下墊面溫度觀測和預(yù)報[A];首屆氣象儀器與觀測技術(shù)交流和研討會學(xué)術(shù)論文集[C];2001年

10 范偉;;用于下墊面分類的衛(wèi)星優(yōu)化通道選擇算法研究[A];中國氣象學(xué)會2007年年會氣象綜合探測技術(shù)分會場論文集[C];2007年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 張學(xué)文;大氣也在呼吸[N];中國氣象報;2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 涂鋼;半干旱區(qū)不同下墊面地氣相互作用研究[D];中國科學(xué)院研究生院（大氣物理研究所）;2007年

2 孫挺;城市復(fù)雜下墊面水熱通量研究[D];清華大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 江岸;森林下墊面風(fēng)場特征的數(shù)值研究[D];蘭州大學(xué);2015年

2 衛(wèi)翔謙;干旱半干旱區(qū)下墊面參數(shù)變化對東亞氣候的敏感性研究[D];蘭州大學(xué);2016年

3 廖小琴;室外熱環(huán)境分析中下墊面等效太陽輻射吸收系數(shù)的研究[D];華南理工大學(xué);2013年

4 王秀麗;北京非均勻下墊面地表輻射與能量平衡的觀測及模擬研究[D];南京信息工程大學(xué);2011年

5 鞠英芹;不同下墊面類型動力學(xué)粗糙度與熱力學(xué)粗糙度的研究[D];南京信息工程大學(xué);2012年

6 李寶樂;北京非均勻下墊面地氣交換及邊界層結(jié)構(gòu)模擬[D];蘭州大學(xué);2013年

7 汪雅;寧波地區(qū)海陸下墊面特征對雷暴過程影響的數(shù)值模擬研究[D];南京信息工程大學(xué);2013年

8 郭雪蓮;城市典型下墊面空間構(gòu)型對降水蓄滲影響的實驗研究[D];東北師范大學(xué);2005年

9 彭江良;南京冬季城、郊下墊面近地層地—氣能量交換和湍流特征分析[D];南京信息工程大學(xué);2008年

10 劉瑩;蘇州下墊面格局改變對熱環(huán)境的影響研究[D];南京信息工程大學(xué);2012年

本文編號：2818362