選取東南亞中南半島地區(qū)作為模擬區(qū)域,基于高分辨率的遙感觀測(cè)森林變化數(shù)據(jù)和WRF數(shù)值模式,設(shè)計(jì)毀林前后的兩種情景對(duì)旱季氣候進(jìn)行模擬,評(píng)估NoahMP、CLM和Noah mosaic三種陸面過程方案對(duì)熱帶毀林增溫響應(yīng)的模擬能力。結(jié)果表明,CLM方案在模擬歷史氣溫中有著更好的表現(xiàn),Noah mosaic方案的結(jié)果存在明顯低估。然而,對(duì)比毀林前后兩種情景的模擬結(jié)果,本文發(fā)現(xiàn),只有采用了"次格網(wǎng)"方式的Noah mosaic方案較好地模擬出毀林增溫響應(yīng)特征。在格網(wǎng)尺度采用"主導(dǎo)類型"計(jì)算方式的NoahMP方案沒有合理地呈現(xiàn)出森林損失對(duì)區(qū)域氣候的影響。理論上,CLM模式在計(jì)算中同時(shí)考慮格網(wǎng)內(nèi)所有植被類型,然而本文發(fā)現(xiàn)CLM方案在主導(dǎo)類型不變的格網(wǎng)對(duì)森林損失比例不敏感,而且對(duì)毀林反饋的模擬結(jié)果與NoahMP方案的結(jié)果更接近。據(jù)此推測(cè),在WRF模式耦合CLM方案的過程中,格網(wǎng)內(nèi)參數(shù)處理方式可能產(chǎn)生了錯(cuò)誤,實(shí)際采用的是"主導(dǎo)類型"方式。在模擬土地覆蓋類型變化對(duì)氣候的影響時(shí),本文推薦使用Noah mosaic方案。同時(shí),建議在未來版本的WRF模型中修正目前耦合的CLM方案關(guān)于次格網(wǎng)方法的處理方式,提供更合... 

【文章來源】：大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,43(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

毀林導(dǎo)致的氣溫變化模擬結(jié)果(SIM組與CTL組的差值;單位:℃):(a)NoahMP方案;(b)CLM方案;(c)Noah mosaic方案

因此,本文進(jìn)一步比較了三種方案對(duì)毀林導(dǎo)致的蒸散發(fā)變化的模擬結(jié)果。NoahMP方案與CLM方案模擬的由毀林引起的區(qū)域平均蒸散發(fā)量相近,分別減少(-0.020 ±0.168) mm·d-1和(-0.024 ±0.176) mm·d-1(表2)。兩個(gè)方案的蒸散發(fā)變化空間分布特征也基本一致,蒸散發(fā)量減少較多(小于-0.5 mm·d-1)的格網(wǎng)分布離散,且格網(wǎng)位置相同(圖4a、b)。區(qū)別于上述兩種方案,Noah mosaic方案模擬的蒸散發(fā)變化的空間格局則與森林變化的分布特征相近,在泰國(guó)北部、老撾北部以及柬埔寨等森林變化較大的地區(qū),蒸散發(fā)量變化也較大(圖4c)。Noah mosaic方案模擬的北部山地氣溫升高與蒸散發(fā)減少的空間分布特征相近,而在南部低地,毀林引起的氣溫變化幅度較小(圖3c和圖4c)。這是由于本文在模擬中對(duì)山地毀林和低地毀林設(shè)置了不同的轉(zhuǎn)化方式,即山地的森林損失轉(zhuǎn)變?yōu)槁愕?低地的森林轉(zhuǎn)變?yōu)楦�。兩種不同的森林變化特征對(duì)蒸散發(fā)和反照率等的影響程度不同。在北部山地,森林損失造成蒸散發(fā)量減少,其增溫效應(yīng)主導(dǎo)了生物物理反饋過程。與之相比,南部低地由森林轉(zhuǎn)變?yōu)楦匾鸬恼羯l(fā)減少量較小,其增溫效應(yīng)與由反照率增大引起的降溫效應(yīng)相抵消,因此氣溫變化幅度不大。相比之下,NoahMP和CLM方案的結(jié)果均未體現(xiàn)上述兩類森林損失對(duì)區(qū)域蒸散發(fā)量和氣溫影響的空間格局,特別是沒能模擬出泰國(guó)北部和老撾北部等地的森林損失對(duì)于氣候的反饋?zhàn)饔谩?

Noah陸面方案(Chen and Dudhia,2001)包含總深度為2 m的四個(gè)土壤層以及一個(gè)地表和植被混合層。模式根據(jù)植被類型確定葉面積指數(shù)(LAI)、反射率、粗糙度等參數(shù),以反映不同生物物理反饋特征。Noah陸面方案在格網(wǎng)尺度上采用“主導(dǎo)類型”法,即把格網(wǎng)看作均質(zhì)整體,取其主導(dǎo)土地覆蓋類型的物理屬性參數(shù)計(jì)算下墊面的水熱通量。NoahMP即多參數(shù)Noah陸面方案(Niu et al.,2011)。該方案繼承了Noah方案水熱耦合的優(yōu)點(diǎn),在此基礎(chǔ)上,在垂向?qū)⒌乇砗椭脖还趯臃蛛x,引入雙流輻射傳輸方案,并增加了土壤水和地下水的交互,改進(jìn)冰、雪、下滲、徑流等模塊,以更合理地表達(dá)能量過程和水文過程。此外,NoahMP方案新增了對(duì)植被物候的表征,植被的LAI等參數(shù)可由屬性表中的每月取值線性插值到日尺度。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]亞洲熱帶森林減少的增溫效應(yīng)及其影響機(jī)制[J]. 薛穎,徐希燕,胡正華,賈根鎖,張瀟艷,馬薇.  中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象. 2020(04)
[2]WRF中土壤圖及參數(shù)表的更新對(duì)華北夏季預(yù)報(bào)的影響研究[J]. 盧冰,王薇,楊揚(yáng),仲躋芹,陳敏.  氣象學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]陸面過程參數(shù)化對(duì)太湖地區(qū)雷暴過程模擬的影響[J]. 楊薇,苗峻峰,談?wù)苊?  大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[4]兩次暴雨過程模擬對(duì)陸面參數(shù)化方案的敏感性研究[J]. 陳海山,倪悅,蘇源.  氣象學(xué)報(bào). 2014(01)
[5]一個(gè)簡(jiǎn)單的陸面過程模式[J]. 戴永久,曾慶存,王斌.  大氣科學(xué). 1997(06)
[6]熱帶森林砍伐對(duì)氣候的可能影響——國(guó)外研究綜述[J]. 陳萬隆.  南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào). 1996(03)



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