摘要:

以湄公河流域为研究区,采用区域气候模式RegCM3为模拟工具,以根系层土壤含水量为代表性指标,对A1B情景下未来研究区月尺度农业干旱进行了预估.基于地表能量平衡原理,系统分析了降水、蒸发、地表温度和根系层土壤含水量等农业干旱主要影响因素与区域气候模式模拟的大气环流、地表感热通量、地表潜热通量、地表净通量之间的联系和变化规律,从气陆间能量和水汽通量平衡角度,对农业干旱发生机理进行了识别.预估结果表明:从年内各月地表净通量和地表温度变化来看,未来春末(6月)和秋末(10月)湄公河流域温度增加明显,且土壤含水量减少也较为明显；同时,这两个时段蒸发旺盛和降水减少的趋势,有可能导致流域局部地区(尤其是非灌溉农业区)农业干旱的发生.

摘要:

在太行山山前平原典型农区,对区域地表能量平衡及日蒸散模型进行了实证研究,且通过中国科学院栾城农业生态试验站田间实测资料对模型估算结果进行了有效性的验证.结果显示,采用LANDSAT-7 ETM+的高分辨率数据结合地面同步的观测数据作为模型的输入变量,可以很好地估算农田的日蒸散量及能量平衡各分量.在典型农区,日蒸散量、NDVI的频率分布随作物生长季节的变化表现出一定的差异性.

摘要:

利用全球陆面数据同化系统(GLDAS)的软件平台-陆面信息系统(LIS)模拟了中国区域2003年能量平衡方程的各个分量,在此基础上进行了残差分析和地表温度的对比验证.残差的分布具有一定的时空分布特征,残差的时间分布特征表明LIS对春秋两季的模拟效果要好于其它季节,残差的空间分布特征表明LIS对纬度较高和海拔较高地区的模拟效果要逊于其他地区.对比了模拟的GLDAS地表温度与MODIS地表温度产品,结果显示两者之间的差值介于-5～5K之间,两者的散点图和标准离差显示模拟的夜间地表温度要比模拟的白天地表温度精确2～3K.

摘要:

地表能量平衡问题一直是陆面过程研究中的重点和难点问题.以2014年8-10月和2015年4-6月黄土高原北部水蚀风蚀交错带柠条林地涡度相关通量观测数据为依据,分析柠条林地热储通量变化特征,在此基础上分析热储通量对能量闭合度的影响.结果表明,柠条林地各热储通量均表现出明显的季节和日变化规律.在能量平衡方程中,考虑热储通量项后能显著提高柠条林地能量闭合度,平均提高幅度为11.91％.其中,土壤表层热储通量对能量闭合度的贡献最大,占总热储通量的95.63％;光合作用热储通量和大气感热存储通量占总热储通量的比例不足5％,光合热储通量略高于大气感热存储通量;而大气潜热存储通量则降低了能量闭合度,平均降低幅度为0.06％.因此,在分析黄土高原柠条林地能量平衡中热储通量项是不可忽略的.影响柠条林地各热储通量的因素主要有太阳辐射、大气温度、土壤温度和水分.植被生长状况是影响柠条林地热储通量各分量项季节和日变化的重要因素,并对能量闭合度产生影响.

摘要:

在非均匀混合场景下模拟区域能量,三维小气候模型比一维模型考虑因素更为全面,但三维模型较复杂,研究甚少.为探究三维模型在混合像元场景中的通量模拟能力,以ENVI-met模型为例,以黑河关滩森林和加拿大北方森林为实验区,比较森林通量模拟值和实测值的季节性和日变化差异,并模拟森林三维空间结构对通量分布的敏感性.结果表明:①模型在春季、 夏季、 秋季模拟拟合度(R2)分别为0.75,0.76,0.55.模拟显热通量、 潜热通量日变化符合实测趋势,日平均实测值与模拟值之差均不超过10.0％.模型对显热通量、 潜热通量和太阳短波辐射模拟精度分别为0.68,0.63,0.80.②模拟总体能量闭合率(EBR)达92.9％,模型对气象参数微小变动不敏感,较为稳定.③自然参数不变场景下,团状分布通量值大于均匀分布,变化幅度剧烈,且显热通量对空间异质性较潜热通量更为敏感.研究结果肯定了ENVI-met模型模拟通量具有较好精度,且能够反映出森林空间分布格局在通量分配上的影响,为研究区域气候变化提供了有效手段.

摘要:

地表蒸散作为地表水分平衡和能量平衡的重要组成部分,是土地利用/覆盖变化的一个关键驱动因素.地表蒸散量的大小影响土地利用变化过程;反过来,土地覆盖类型又控制地表蒸散量的大小.为了弄清它们之间的相互作用关系,揭示地表蒸散在生态环境变迁中的作用,基于地表能量平衡理论,计算了研究区1986、1996和2000年的蒸散量,并与对应年份的不同土地类型数据进行了叠加分析.结果表明,从1986年到2000年,研究区草地、沙地和盐碱地的蒸散量都在变大,其中以沙地蒸散量增长最快,草地次之,盐碱地增长最小,为土地类型向盐碱地和沙地转化提供了有利条件,在一定程度上说明了地表蒸散加剧了研究区生态环境恶化.

摘要:

基于地表能量平衡的基本理论,结合吉林西部实际资料,建立了吉林西部蒸散量估算的遥感模型.采用实测资料利用上述模型计算得到吉林西部地区的月、年蒸发量.经检验,计算值与实测值基本接近,绝大部分月份蒸散量的相对误差都在10%以内.该模型对任意地表类型及任何月份的蒸散量估算都具有较高的精度.

摘要:

介绍了对城市效应影响大气运动的物理过程,以及在不同尺度大气模式中如何合理考虑这些物理过程,对进一步发展完善城市效应参数化方案中亟待解决的问题及困难作了论述,并着重强调了不同城市冠层参数化方案的优缺点.结论认为,随着城市的扩张,城市效应对大气运动的影响是数值模拟研究中一个不可或缺的物理过程,城市冠层模式的引入可以有效地提高数值模拟效果.对于不同尺度的数值模拟研究工作,应该采取不同的城市效应影响方案.目前,由于冠层模式中涉及的物理过程十分复杂,冠层模式还有待进一步完善,此外冠层方案的验证工作,尤其是应用城市地表能量平衡观测资料进行的验证工作还应该进一步深入开展.

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利用全球陆面数据同化系统(GLDAS)的软件平台-陆面信息系统(LIS)模拟了中国区域2003年能量平衡方程的各个分量,在此基础上进行了残差分析和地表温度的对比验证.残差的分布具有一定的时空分布特征,残差的时间分布特征表明LIS对春秋两季的模拟效果要好于其它季节,残差的空间分布特征表明LIS对纬度较高和海拔较高地区的模拟效果要逊于其他地区.对比了模拟的GLDAS地表温度与MODIS地表温度产品,结果显示两者之间的差值介于-5～5K之间,两者的散点图和标准离差显示模拟的夜间地表温度要比模拟的白天地表温度精确2～3K.

摘要:

将来自土壤深部的热通量引入off-line的陆面过程模式(NCAR-LSM),通过长达2 a的数值试验对比分析了它对各层次土壤温度和地表能量平衡的影响.在土壤底部引入5 W/m2的热通量使底层土壤显著升温,但升温随着接近表层而迅速衰减.积分3个月后,由地下进入地表的热流量增幅可达1 W/m2以上,并持续增大到5 W/m2,地表最大升温约0.5 K,同时地表感热、蒸发潜热及长波辐射通量均有1 W/m2左右的正异常;若将土壤热传导系数放大一个量级以加速热量交换,则地表升温提高到1 K以上,长波辐射增加3 W/m2以上,超过了气溶胶全球平均的辐射效应.结果表明:一定量值的土壤热异常对地表能量平衡和短期气候变化(10-1～101a)有着不可忽略的影响.同时,深入的资料分析、完善的陆面过程模式以及它与大气模式的耦合试验也是亟待进行的相关工作.