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《南京气象学院》 2004年
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复杂地表区域蒸发散量的统计—动力参数化方案研究

杨宝钢  
【摘要】: 近几十年来,随着陆面过程的气候效应的深入研究,陆面过程的数值模拟也得到了越来越多的重视,各种地表通量的参数化方案更是为掌者们广泛探讨。真实的自然陆面具有多重尺度的非均匀性,这种陆面特征决定了地-气之间动量、热量、水汽和其它温室气体交换的强弱。不同地域的地形、土地利用、植被和土壤属性的差异,甚至小尺度、局地和次网格区域气象、水文和生态条件下,地气能量和水分文换方面的差异,都会对陆面过程产生影响。因此,进一步研究陆面过程参数化(特别是非均匀陆面过程参数化)是十分必要的。 本文研究区域为长江三角洲(下游)地区,其地理范围大致为东经118-123°,北纬28-33°。研究区域为我国典型的东部湿润区,且地势西高东低,地形很不规则,下垫面也极不均匀,有水田、旱地、林地、湖泊、草地及城镇等类型。地表与大气间能量与物质通量的时空分布较为复杂。 首先,本文的研究借助卫星遥感资料(NOAA-AVHRR)和常规资料,分别反演了该区域的土壤湿度和地表温度。在土壤湿度的反演中,通过对植被的考虑,改进和完善了传统的表观热惯量法;提取地表温度遥感信息时,采用了分裂窗技术。所有的数值试验结果都通过了有关的统计检验。 其次,利用反演的土壤水分和地表温度资料,拟合了土壤湿度和地表温度空间分布的概率分布密度函数(PDF),并将拟合结果与反演值进行了统计检验。其中,拟合的分布函数为Beta分布,检验方法为T检验。 第三,在进行了有关地表特征物理量的参数化后,结合拟合的概率密度函数,根据总体动力掌阻抗法,提出了一种考虑网格区整体非均匀性的统计-动力参数化方案,并采用这种方案计算了长江三角洲地区的平均蒸发散通量,计算结果与以前研究者的研究成果进行了比较验证。 最后,根据统计-动力参数化方案计算数值与马赛克法所得结果(即以前研究者的研究成果)的比较统计分析结果,对统计-动力学参数化方案进行了理论分析和数值试验(以土壤湿度为例),从而验证了统计-动力参数化方案的可行性和优越性。 所得结论如下: 杨宝枷复今地春巨域墓发徽通贵的佑针一动力参徽化方崖研究2004年硕士论立 因为考虎植被指数的表观热惯口粉宁夸在反演土攘湿度时,考虎了地表 的植被畏盖因素,所以其反演结果较之节纷虎乞表观热惯1炸去夕乏力粉确, 该方法提月久的地表信息能够更好的为非均匀下垫雇『的李屯表瑞匀忆国眨圣 计算服务。 用要素的格元平均值直接求陆雇百通骨与各小块求公定通佣卜所得的结果 有一定的误差(如马赛克法)。误差食与该通食函数对各要紊的二阶 偏导数和各要紊在网格夕乙侧匕的轰全布的均方差有关。另而自乞计一动刀宁肠 则院含考虑了要紊的二阶偏导数及其在网格元上的分布的均方差, 因而该方案比马赛克法考虑更为周全(至少在东部涅润区如此)。
【学位授予单位】:南京气象学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:P426.2

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