青藏高原熱、動力作用在亞洲季風(fēng)系統(tǒng)中扮演重要角色,高原的熱、動力強迫異常對東亞大氣環(huán)流及天氣氣候的影響一直是熱點科學(xué)問題。高原地表廣泛分布著季節(jié)性凍土和多年凍土,其季節(jié)變化影響著高原地-氣間的能量和水分交換。地表非絕熱加熱與陸面過程相關(guān),凍融過程作為高原陸面過程中最突出的特征之一,必然影響著高原的地表非絕熱加熱變化,會引起高原熱力強迫異常,從而對大氣環(huán)流及天氣氣候產(chǎn)生影響。本文首先利用站點觀測資料,分析了凍融過程中土壤水熱傳輸特征,結(jié)合模式數(shù)值試驗,定量分析了凍融過程引起的不同時期的土壤溫、濕度的變化特征。在此基礎(chǔ)上,對再分析資料在凍融過程中的地表非絕熱加熱偏差特征進(jìn)行了分析,對比分析了在凍融過程中不同時期的地表非絕熱加熱的變化特征,定量分析了凍融過程引起的地表非絕熱加熱異常變化,探討了融凍期地表非絕熱加熱異常對東亞大氣環(huán)流的可能影響。接著分析了高原融凍期的土壤濕度與降水耦合關(guān)系的變化特征,重點探討了凍融過程對高原土壤濕度與降水相互作用的影響。此外,進(jìn)一步分析了從前秋到春季,土壤經(jīng)歷凍結(jié)—融化過程中土壤濕度異常的跨季節(jié)持續(xù)性,探討了高原土壤濕度跨季節(jié)持續(xù)性異常對中國東部夏季降水的影響及... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

本論文研究內(nèi)容的框架圖

蘭州大學(xué)博士學(xué)位論青藏高原凍融過程與地表非絕熱加熱異常對東亞氣候影響的研究19有研究指出土壤凍融過程對大氣環(huán)流有顯著影響（Wang等，2003）。然而，土壤濕度異常與凍融過程之間存在怎樣的聯(lián)系，凍融過程對不同階段土壤水熱傳輸影響的機理有何不同，仍需要進(jìn)一步探討。因此，本章的研究主要關(guān)注以下兩個方面：土壤凍融過程如何影響土壤的水熱傳輸，凍融過程對土壤濕度變化及地表非絕熱加熱的影響有多大，通過對凍融過程和土壤水熱傳輸關(guān)系的研究，加深理解寒區(qū)土壤水熱傳輸過程的機理，有助于提高對寒區(qū)陸氣相互作用的認(rèn)識。2.2數(shù)據(jù)、模式和試驗設(shè)計在凍融過程中，土壤溫度、濕度存在明顯的變化，二者的變化有較好的對應(yīng)關(guān)系；土壤溫度的變化影響著凍結(jié)、融融過程的發(fā)生，土壤凍結(jié)、融化時水分的相變也會影響土壤溫度變化。在土壤凍結(jié)前、凍結(jié)以及融化后的不同階段，地氣之間能量和水分的交換過程不同（圖2-1）。圖2-1凍融過程概念圖，在凍結(jié)前（BF）、凍結(jié)期（FT）和融化后（AT），降水（Precipitation）、近地表氣溫（Airtemperature）、地表熱通量（heatflux）和土壤溫度（Tsoil）、濕度（θliq）的變化；在凍結(jié)期，土壤經(jīng)歷了“凍結(jié)（Freezing）—完全凍結(jié)（Completely-Frozen）—融化（Thawing）”過程（Yang和Wang，2019）

蘭州大學(xué)博士學(xué)位論青藏高原凍融過程與地表非絕熱加熱異常對東亞氣候影響的研究20對于土壤凍融過程而言，土壤水熱狀況包含了兩個時期：凍結(jié)期和非凍結(jié)期。在凍融過程中，隨著土壤溫度的變化，土壤水分會經(jīng)歷“凍結(jié)—完全凍結(jié)—融化”的過程，該過程所對應(yīng)的時期定義為凍結(jié)期（FT）。在非凍結(jié)期，土壤溫、濕度的變化特征在土壤凍結(jié)前和完全融化后仍有明顯的差異（Wang等，2003；Ge等，2016）。因此，為了分析凍融過程對土壤水熱傳輸?shù)挠绊懸约氨容^不同時期的差別，將整個觀測或模擬時段分為三個時期：凍結(jié)前（ＢF）、凍結(jié)期（FT）和融化后（AT）。凍結(jié)期開始和結(jié)束的判斷條件如下：I、如果土壤溫度連續(xù)5天低于0℃，就將當(dāng)前的時間作為凍結(jié)期的開始；II、如果土壤溫度連續(xù)5天高于0℃，就將當(dāng)前時間作為凍結(jié)期的結(jié)束；III、在凍結(jié)期開始之前的時期為凍結(jié)前期，在凍結(jié)期結(jié)束之后的時期為融化后期。本章利用站點觀測資料，結(jié)合模式數(shù)值試驗，分析凍融過程中土壤水熱傳輸特征，以及凍融過程對土壤溫、濕度和地表非絕熱加熱的影響。圖2-2研究區(qū)域（25°-40°N，75°-105°E）的海拔分布（填色；單位：ｍ）及觀測站點分布（三角形，紅色三角代表4個用于單點試驗的站點）青藏高原作為高山寒區(qū)的典型代表，分布著大量的季節(jié)性凍土和多年凍土。青藏高原下墊面復(fù)雜，陸面過程有較大的空間差異性。為了對整個高原地區(qū)進(jìn)行分析，對比不同下墊面的土壤水分傳輸特征，本章所用了高原不同地區(qū)的多個站點的觀測資料（圖2-2）。站點觀測資料包含了大氣強迫場數(shù)據(jù)和土壤溫、濕度數(shù)據(jù)。大氣強迫場數(shù)據(jù)包括：大氣向下的短波輻射、向下的長波輻射、降水、氣溫、

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3057326