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植被覆被变化对区域性气候影响的数值模拟——以北疆为例

谢洪兵  
【摘要】:地球表面既是大气系统唯一具有物理意义的界面,也是大气能量的主要输入面。陆地表面发生的各种过程直接关系到人类的生存发展,同时人类的生存和发展也影响陆地表面的性质。地表与大气之间的物质和能量交换,影响人类自身的生存与发展状况。所以研究地表和大气相互作用的影响显得尤为重要。 本文做了以下工作:1.阐述了目前的生态环境与气候的关系现状和研究目的及意义,总结了区域气候模式的发展及现状;2.阐述了MM5模式非静力学的动力学框架、数值计算的差分方案、MM5模式中五种可供选择的侧边界条件、MM5模式中的物理过程方案等;3.提出了在研究区进行地形敏感性实验和对北疆古尔班通古特沙漠及其周围绿洲进行植被覆被变化的敏感性实验的设计方案;4.根据上述几种实验设计的模拟计算结果,在地形敏感性实验中,从近地面温度、降雨、蒸发、水汽含量等四个气象因素变化的角度出发,初步探讨了地形变化对新疆及周围地区气候的影响程度。通过对植被覆被变化敏感性实验的结果对比分析,发现通过人为的改变地表植被类型以后,沙漠绿化的敏感性实验和绿洲沙漠化敏感性实验都较好地反映了一些气象要素的变化,从近地面温度、相对湿度、风场、海平面气压场四个气象要素的变化角度出发,初步分析北疆植被覆被变化对区域性气候的影响,同时验证MM5中尺度气候模式在北疆干旱区模拟的适用性;5.总结了通过模式的模拟实验所取的一些结果以及这些结果的准确性和不确定性的原因。 本文所做的北疆植被覆被变化对区域性气候影响的数值模拟只是初步的,有待于以后进一步从多方面深入的研究和探讨,能以后通过这方面的模拟实验,预测人类活动对未来气候和人类生存环境的影响,预防异常气候的频繁出现,以及改善自然环境具有一定的积极意义,也为合理地开发和利用土地资源和气候资源,制定环境保护对策以及国民经济建设部门决策提供一定的科学依据。


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