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题名: CoLM模式在青藏高原地区不同下垫面的适用性研究
作者: 李燕
答辩日期: 2011-05-01
导师: 刘新 ; 李伟平
专业: 大气物理学与大气环境
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
学位: 硕士
关键词: 青藏高原 ; 陆面过程 ; 数值模拟 ; 土壤水传输参数 ; 垂直分层
摘要:

利用路面过程模式Common Land ModelCoLM),选取青藏高原上三个不同下垫面地区的观测站点(藏东南站、纳木错站和珠峰站)2007-2008年的观测资料,对折三个野外观测站点进行了离线(offline)数值模拟试验。根据青藏高原地区下垫面及土壤层的特点设计了三个试验,试验1土壤参数只给定土壤质地,试验2对土壤水传输参数(土壤孔隙度和饱和导水率)给定了观测值,实验3在试验2的基础上调整了模式的垂直分层方案。

从试验结果来看,参数试验(试验1和试验2)土壤孔隙度和饱和导水率给定观测值以后,藏东南站浅层土壤湿度模拟的改进非常明显,4cm平均偏差由0.172减小为0.081,10cm平均偏差由0.154减小为0.08,原因是给定实测值以后模式对土壤水传输过程的计算更接近实际情况,纳木错和珠峰两个站由于模式经验公式计算的土壤水传输参数与实测值差别相对较小,因此这两站土壤湿度模拟结果的改进程度较小;三站土壤温度模拟的偏差整体减小,这与土壤湿度的改进是密切相关的;能量平衡各分量中潜热和土壤热通量的改进较为明显,土壤水传输参数给定观测值前后三站潜热通量和地表土壤热通量R²均有0.02-0.06的提高。总体来看,给定准确的土壤参数有助于改进模式的模拟结果。

分层试验(试验2、试验3)调整分层方案以后,CoLM模式对三个站点土壤湿度的模拟性能较原分层方案有了明显提高,平均偏差均减小0.014以上,但是与观测值相比,藏东南站土壤湿度的模拟仍整体偏低,纳木错站和珠峰站则整体偏高;对土壤温度而言,三个站点模拟与观测的相关系数都达到了0.9以上,调整分层后藏东南和纳木错站模拟偏差普遍减小1-2℃,珠峰站模拟偏差普遍减小0.5-1℃;较小地模拟了三个站点净辐射、感热通量和潜热通量的日变化和季节变化情况,调整分层以后潜热通量的改进最为明显。在参数试验基础上进行的分层试验对靠近地表面的土壤层的分层更加细化,初始值的给定更加准确,这种调整更符合青藏高原地区的土壤层特点。

由于青藏高原的特殊性及复杂的下垫面情况,CoLM模式在青藏高原地区的模拟还存在一定的局限性,主要影响因素可能是土壤中砾石及有机质的存在改变了土壤的导热率、导水率及持水能力,而模式没有考虑上述实际情况。另外模式中缺少蒸发阻抗,对冻融过程的描述(土壤水分在0℃结冰)与实际情况也并不完全符合,忽略了土壤液态水在0℃以下仍能存在。

语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.itpcas.ac.cn/handle/131C11/1578
Appears in Collections:图书馆_学位论文

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李燕.CoLM模式在青藏高原地区不同下垫面的适用性研究[硕士].北京.中国科学院研究生院.2011
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