青藏高原土壤冻融过程陆面能水特征及区域气候效应研究

发布时间：2022-02-22 11:41

　　冻土是陆面重要的强迫因子。土壤冻融过程对局地能量与水分循环有重要影响，进而对天气及气候变化起到至关重要的作用。青藏高原大面积的冻土下垫面影响了该地区及周边地区能水循环过程，在高原气候的形成与变化中起到了一定作用。本论文研究了青藏高原单站冻融期的地表水热特征；验证了陆面过程模式CLM3.5在青藏高原的模拟性能；将新的热传导率参数化方案引入耦合了CLM3.5的RegCM4模式中进行了模拟；并进行了有无土壤冻融过程的单点和区域模拟实验。全文研究工作分为以下四个方面：首先，对位于青藏高原东部若尔盖站2010年的观测数据进行了分析，对该站冻融期的地表水热特征有了初步的认识。根据表层土壤日最高最低温度将全年分为完全冻结、消融过程、完全消融、冻结过程4个阶段。分析表明20cm及以上层土壤温度呈正弦型日变化，各层土壤温度和土壤含水量呈现显著年变化。在消融过程阶段，80cm及以上层土壤含水量骤增、土壤温度快速升高；在冻结过程阶段，80cm及以上层土壤含水量骤降、土壤温度快速降低。160cm层已无冻融发生。地表各能量通量日变化、年变化均较显著，其中净辐射、潜热通量呈单峰型年变化；感热通量呈双峰型年变化；地... 

【文章来源】： 陈渤黎 中国科学院研究生院(寒区旱区环境与工程研究所)

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 研究内容与技术路线
第2章 青藏高原东部若尔盖站冻融期的地表水热特征
    2.1 引言
    2.2 研究站点及数据简介
    2.3 数据处理及分析
        2.3.1 土壤冻融时间
        2.3.2 土壤温度、土壤含水量
        2.3.3 地表能量通量
        2.3.4 地表反照率、波文比、能量闭合度
    2.4 小结
第3章 青藏高原东部若尔盖站冻融期的单点模拟验证
    3.1 引言
    3.2 实验设计
        3.2.1 CLM 模式简介
        3.2.2 模式中的冻融参数化方案
        3.2.3 实验方案
    3.3 模拟结果及分析
        3.3.1 冻融时间的模拟
        3.3.2 土壤含水量、含冰量的模拟
        3.3.3 土壤温度的模拟
        3.3.4 地表能量通量的模拟
    3.4 小结
第4章 青藏高原土壤热导率方案改进后冻融期的模拟
    4.1 引言
    4.2 实验设计
        4.2.1 RegCM 模式简介
        4.2.2 模式中的热传导参数化方案
        4.2.3 热传导参数化方案的改进
        4.2.4 实验方案
    4.3 模拟结果及分析
        4.3.1 单点实验模拟分析
            4.3.1.1 土壤含水量、含冰量的模拟
            4.3.1.2 土壤温度的模拟
            4.3.1.3 单点实验结果讨论
        4.3.2 区域实验模拟分析
            4.3.2.1 模拟土壤温度与站点的比较
            4.3.2.2 模拟土壤温度的整体情况
    4.4 小结
第5章 青藏高原冻融过程对区域气候影响的模拟研究
    5.1 引言
    5.2 实验设计
    5.3 模拟结果与分析
        5.3.1 单点实验模拟分析
            5.3.1.1 土壤含水量、土壤温度
            5.3.1.2 地表能量通量
        5.3.2 区域实验模拟分析
            5.3.2.1 土壤含水量、土壤温度
            5.3.2.2 地表能量通量
            5.3.2.3 地面热源
            5.3.2.4 近地面温度场、风场
            5.3.2.5 高低空位势高度、环流形势
            5.3.2.6 降水场
    5.4 讨论
    5.5 小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]冻土水热变化对东亚气候影响的模拟[J]. 辛羽飞,武炳义,卞林根,刘舸,张玲,李韧.  科学通报. 2012(30)
[2]青藏高原地区不同下垫面陆面过程的数值模拟研究[J]. 李燕,刘新,李伟平.  高原气象. 2012(03)
[3]玛曲高寒草甸地表辐射与能量收支的季节变化[J]. 王少影,张宇,吕世华,尚伦宇,张少波.  高原气象. 2012(03)
[4]鄂陵湖湖滨地区夏季近地层微气象特征与碳通量变化分析[J]. 李照国,吕世华,奥银焕,王少影.  地理科学进展. 2012(05)
[5]藏北高原D105点土壤冻融状况与温湿特征分析[J]. 王学佳,杨梅学,万国宁.  冰川冻土. 2012(01)
[6]土壤热扩散率及其温度、热通量计算方法的比较研究[J]. 缪育聪,刘树华,吕世华,张宇.  地球物理学报. 2012(02)
[7]CoLM模型在高原多年冻土区的单点模拟适用性[J]. 肖瑶,赵林,李韧,姚济敏.  山地学报. 2011(05)
[8]青藏高原东北部土壤冻融过程的数值模拟[J]. 夏坤,罗勇,李伟平.  科学通报. 2011(22)
[9]大气环流模式CAM中土壤冻融过程改进对东亚气候模拟的影响[J]. 李震坤,朱伟军,武炳义.  大气科学. 2011(04)
[10]CLM3.0模式中冻土过程参数化的改进及模拟试验[J]. 李震坤,武炳义,朱伟军,辛羽飞.  气候与环境研究. 2011(02)



本文编号：3639369