土壤冻融过程是青藏高原陆面过程中最突出的特征之一,量化表征土壤冻融过程的关键参量变化特征对认识青藏高原气候变化、生态和水文过程有重要的科学意义。本文利用青藏高原地区ECMWF/ERA5(European Centre for Medium-Range Weather Fo...土壤冻融过程是青藏高原陆面过程中最突出的特征之一,量化表征土壤冻融过程的关键参量变化特征对认识青藏高原气候变化、生态和水文过程有重要的科学意义。本文利用青藏高原地区ECMWF/ERA5(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts/ERA5)的浅层土壤温度、体积含水量和气温资料,通过线性回归、Mann-Kendall检验法、滑动t检验和相关分析等方法,分析了表征青藏高原土壤冻融过程的三个关键参量-冻结开始时间、融化开始时间和冻结持续时间的时空分布特征,并探讨了其与气温、海拔的相关性。结果表明:青藏高原土壤冻融过程的空间分布特征为由西北到东南存在冻结推迟、融化提前和冻结持续时间缩短的趋势。1979-2018年间,青藏高原整体土壤冻融过程改变显著,冻结开始时间推迟14.0天,变率为0.17 d·a^(-1);融化开始时间提前11.0天,变率为0.07 d·a^(-1);冻结持续时间缩短25.0天,变率为0.23 d·a^(-1)。青藏高原土壤冻融过程整体变化趋势一致,局地变率存在差异。羌塘地区土壤冻结持续时间缩短最为明显,南北部分别缩短47.2天和32.9天。三个冻融过程关键参量与气温、海拔相关性显著。气温每上升1.0℃,冻结开始时间推后5.2天,融化开始时间提早4.5天。在青藏高原高寒气候带,海拔每升高1000.0 m,冻结开始时间提早9.1天,融化开始时间推后4.9天。展开更多
藏东南地区的雅鲁藏布大峡谷地区(以下简称大峡谷地区)是印度洋暖湿气流输送至青藏高原的重要通道,在高原水分与能量循环过程中具有重要地位。为了揭示不同水汽输送对陆-气间水热交换通量的影响,本文利用欧洲中期天气预报中心第五代再...藏东南地区的雅鲁藏布大峡谷地区(以下简称大峡谷地区)是印度洋暖湿气流输送至青藏高原的重要通道,在高原水分与能量循环过程中具有重要地位。为了揭示不同水汽输送对陆-气间水热交换通量的影响,本文利用欧洲中期天气预报中心第五代再分析数据产品,根据大气中总水汽含量和水汽水平输送通量将大峡谷地区2013年5月20日至7月9日的水汽强度划分为强/弱/极弱三种级别。并利用第五代公用陆面模式(Community Land Model version 5.0,CLM5.0)模拟了水汽输送对大峡谷-大气间水热交换的影响。研究表明:大峡谷地区的南(东)边界为水汽主要的输入(输出)边界,大峡谷南侧河谷存在水汽强输送带。CLM5.0模拟的大峡谷-大气间水热交换通量与实际相比误差较大,通过优选热力学粗糙度参数化方案和土壤属性替代数据集,提高了CLM5.0模拟大峡谷-大气间水热交换通量的精度。其中Zeng and Dickinson(1998)的方案(以下简称Z98方案)效果最优,较CLM5.0默认参数化方案下模拟的小麦站和草地站近地面感热通量均方根误差分别下降18.2%和10.9%。区域模拟结果显示:大峡谷地区近地面潜热通量区域模拟总体分布为东南高而西北低,近地面感热通量则相反,随水汽水平输送强度的减弱,潜热通量大值区向西北延伸面增大,而感热通量大值区则向东南延伸面增大。冰雪覆盖的高海拔地区近地面感热通量维持低值,而潜热通量则相反。整个试验阶段,大峡谷地区降水时长达59%,不同水汽输送条件下近地面有效能量主要以潜热的方式向大气输送,其中在强水汽水平输送条件下的水汽强输送带的近地面感热输送最弱,Z98方案下的感热通量日均值仅为-1.80 W·m^(-2),潜热通量则大于70.0 W·m^(-2)。对于大峡谷地区,当水汽维持高值范围时,近地面净辐射降低,但近地面净辐射主要被潜热消化,水汽保温大气的效应使�展开更多
文摘土壤冻融过程是青藏高原陆面过程中最突出的特征之一,量化表征土壤冻融过程的关键参量变化特征对认识青藏高原气候变化、生态和水文过程有重要的科学意义。本文利用青藏高原地区ECMWF/ERA5(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts/ERA5)的浅层土壤温度、体积含水量和气温资料,通过线性回归、Mann-Kendall检验法、滑动t检验和相关分析等方法,分析了表征青藏高原土壤冻融过程的三个关键参量-冻结开始时间、融化开始时间和冻结持续时间的时空分布特征,并探讨了其与气温、海拔的相关性。结果表明:青藏高原土壤冻融过程的空间分布特征为由西北到东南存在冻结推迟、融化提前和冻结持续时间缩短的趋势。1979-2018年间,青藏高原整体土壤冻融过程改变显著,冻结开始时间推迟14.0天,变率为0.17 d·a^(-1);融化开始时间提前11.0天,变率为0.07 d·a^(-1);冻结持续时间缩短25.0天,变率为0.23 d·a^(-1)。青藏高原土壤冻融过程整体变化趋势一致,局地变率存在差异。羌塘地区土壤冻结持续时间缩短最为明显,南北部分别缩短47.2天和32.9天。三个冻融过程关键参量与气温、海拔相关性显著。气温每上升1.0℃,冻结开始时间推后5.2天,融化开始时间提早4.5天。在青藏高原高寒气候带,海拔每升高1000.0 m,冻结开始时间提早9.1天,融化开始时间推后4.9天。
文摘藏东南地区的雅鲁藏布大峡谷地区(以下简称大峡谷地区)是印度洋暖湿气流输送至青藏高原的重要通道,在高原水分与能量循环过程中具有重要地位。为了揭示不同水汽输送对陆-气间水热交换通量的影响,本文利用欧洲中期天气预报中心第五代再分析数据产品,根据大气中总水汽含量和水汽水平输送通量将大峡谷地区2013年5月20日至7月9日的水汽强度划分为强/弱/极弱三种级别。并利用第五代公用陆面模式(Community Land Model version 5.0,CLM5.0)模拟了水汽输送对大峡谷-大气间水热交换的影响。研究表明:大峡谷地区的南(东)边界为水汽主要的输入(输出)边界,大峡谷南侧河谷存在水汽强输送带。CLM5.0模拟的大峡谷-大气间水热交换通量与实际相比误差较大,通过优选热力学粗糙度参数化方案和土壤属性替代数据集,提高了CLM5.0模拟大峡谷-大气间水热交换通量的精度。其中Zeng and Dickinson(1998)的方案(以下简称Z98方案)效果最优,较CLM5.0默认参数化方案下模拟的小麦站和草地站近地面感热通量均方根误差分别下降18.2%和10.9%。区域模拟结果显示:大峡谷地区近地面潜热通量区域模拟总体分布为东南高而西北低,近地面感热通量则相反,随水汽水平输送强度的减弱,潜热通量大值区向西北延伸面增大,而感热通量大值区则向东南延伸面增大。冰雪覆盖的高海拔地区近地面感热通量维持低值,而潜热通量则相反。整个试验阶段,大峡谷地区降水时长达59%,不同水汽输送条件下近地面有效能量主要以潜热的方式向大气输送,其中在强水汽水平输送条件下的水汽强输送带的近地面感热输送最弱,Z98方案下的感热通量日均值仅为-1.80 W·m^(-2),潜热通量则大于70.0 W·m^(-2)。对于大峡谷地区,当水汽维持高值范围时,近地面净辐射降低,但近地面净辐射主要被潜热消化,水汽保温大气的效应使�
