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《我国海洋大学》 2010年
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多陆面形式、多驱动场对新疆区域陆面进程模仿研讨及成果集成

刘金婷  
【摘要】:陆面作为大气的下垫面,与大气之间进行着物质、能量和动量的交流,深刻影响着大气运动与气候改变,相应地描绘陆面进程的陆面形式对全球和区域的数值预告、气候模仿也具有重要影响。新疆区域地处欧亚大陆内地,归于典型的温带大陆性气候,且其地势复杂多变,80年代以来气温升高,降水也有较大添加,这与北方区域遍及的升温降水削减不同,因而对新疆区域的陆面进程研讨具有十分重要的含义。 为了取得新疆区域陆面进程参量,并提醒其特征,本文首要作业分为以下六部分: 榜首部分,使用新疆区域相关的台站信息和全球土壤质地材料、全球土壤色彩材料和全国植被掩盖材料构建了新疆区域的地表参数集,为形式供给了鸿沟数据,也可认为今后的相关作业供给学习和参阅效果。 第二部分,以新疆区域99个站点1960-2005观测材料为根底,经过五次多项式插值构建了高时间分辨率的陆面形式驱动场。并对构建的陆面形式驱动场的特征进行了剖析,发现新疆区域的温度、降水、湿度、向下长波辐射近年来都出现上升趋势,气压场和短波辐射场改变不大,风场风速减小。 第三部分,使用本文树立的地表参数集及高分辨率大气场驱动了BATS、LSM、CoLM三个陆面形式,对新疆区域陆面水热进程进行了off-line模仿研讨,并对模仿成果进行了剖析,使用观测的土壤温度进行了验证。三个陆面形式对所吸收太阳辐射、感热通量、的年际改变特征比较共同。本文还对三个形式模仿的5cm深处土壤温度与实践观测进行了比照剖析,CoLM模仿的年际改变特征最符合实践观测,LSM对空间散布特征模仿效果较好,BATS在数值上最挨近观测值。 第四部分,使用4个不同的大气驱动场驱动CLM2.0模仿的陆面进程重量。首要对多驱动场模仿成果中的5cm深处土壤温度、吸收太阳辐射、感热通量以及土壤水分进行了年际特征、不同时节下的年际改变特征及空间特征比照剖析。 而以Obs-Q和Obs-P作为驱动场模仿的5cm土壤温度散布图则较好地反响了新疆地势所形成的影响,全体上更挨近观测值的散布特色。关于感热通量的区域散布,这四个模仿成果十分挨近,区域散布特征也比较共同,仅仅数量上稍有差异。新疆区域吸收的太阳辐射根本呈北低南高、东高西低型。以obs-Q和Obs-P作为驱动场的模仿成果能够更好地描绘出新疆特别地势对吸收太阳辐射的影响。 第五部分,使用新疆区域4个站点的土壤温度和土壤湿度观测值对形式模仿的7个成果进行比照剖析,发现土壤温度的模仿成果和观测值相关性都十分好,能够模仿出各个站点的整体改变趋势;仅仅数值上有一些差异,整体差值在5℃以内,这也是陆面形式需求改进的当地,有待于进一步对形式进行改进研讨。在驱动场中参加观测值后模仿效果有改进。 不管是多形式仍是多驱动场对4个台站土壤湿度的模仿成果并不能很好地反响其改变特征,可是从数值上来说,模仿成果还有必定的可信度,跟观测值相差不是太大;关于CLM2.0,在驱动场中参加观测值能够改进陆面形式对土壤湿度的模仿功能。 第六部分,对多形式和多驱动场取得的7个模仿成果进行了集成,采用了MEAN、MLR和BPANN三种集成办法。在新疆区域的阿勒泰、乌兰乌苏、吐鲁番和莎车4个站点进步行了集成成果验证。 从以上4个站点集成效果能够看出,对模仿成果进行集成,挑选适宜的集成办法能够进步与观测值的相联系数,并在数量上更挨近观测值,也就是说恰当的集成办法能够改进模仿效果。MLR办法不管从数值仍是相联系数,都比BPANN和MEAN办法略占优势,因而本章又使用多元线性回归办法,结合土壤温度观测值,在新疆区域树立了MLR集成,得到新疆区域陆面进程参量的集成成果,并剖析了其与大气变量的气候呼应。 研讨发现在1960年到2000年之间,吸收的太阳辐射近年来改变不大,且其和短波辐射具有很好的正相关,和温度也具有较好的正相关,与气压和降水具有比较好的负相关;感热通量出现较弱的上升趋势,且其与短波辐射具有很好的正相关,与土壤温度和经向风具有正相关联系,而与气压和纬向风具有较好的负相关;土壤湿度出现显着上升趋势,特别是1987年后,上升幅度更大,且其与降水和大气相对湿度具有十分好的正相关,与纬向风和气压具有较好的负相关,与气温出现较弱的正相关性,这与我国大部分区域不同。
【学位颁发单位】:我国海洋大学
【学位等级】:博士
【学位颁发年份】:2010
【分类号】:P432

【引用文献】
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