青藏高原那曲地区地表粗糙度及其在陆面模式中的应用

论文摘要

本文利用MODIS卫星资料应用Massman模型计算了那曲地区空气动力学地表粗糙度,并使用站点（那曲站BJ、纳木错站NAMC、NPAM）资料验证卫星资料的反演结果。然后使用Noah-MP的区域模式HRLDAS,选择合适的参数化方案做为控制实验,分析该模式在青藏高原的适用性,将卫星反演得到的地表粗糙度带入模式中设置敏感性实验,模拟得到了更准确的地气通量,加深了对青藏高原地-气相互作用的理解。本文的主要研究结果如下:（1）根据卫星资料反演的地表粗糙度变化特征将下垫面分为四类,由大到小分别为城镇类、茂盛草地类、稀疏草地类和冰雪类。其中茂盛草地类占区域62.49%,地表粗糙度最大可达6cm,稀疏草地类占区域33.74%,地表粗糙度最大可达4cm左右,冰雪类占区域3.7%,地表粗糙度最大不超过1cm。（2）卫星资料反演的地表粗糙度和实测数据的计算的结果基本一致,均表明地表粗糙度整体呈现自2月至8月持续增大,8月达到峰值后开始减小,至次年2月达到最低值。比较两种计算方法的结果,均有明显正相关关系,且站点卫星反演结果与实测计算结果有较好的拟合性。其中卫星反演结果2月至5月的地表粗糙度增长缓慢,且其较实测计算结果偏小。可以使用该方法计算区域的地表粗糙度结果并为模式提供真值进行模拟。（3）通过选择合适参数化方案后的模拟结果显示:模拟的感热通量日间可以较好的反映当地的感热通量变化情况,模式结果略大于观测结果,夜间则高于实际感热通量达到50W/m2左右。在模拟潜热通量时,模拟结果日间低于实际潜热通量,最大值不超过400W/m2,夜间潜热通量于实际相吻合,都处于0W/m2左右。（4）在那曲地区改进地表粗糙度后可以提高对地-气通量模拟的准确性。对模式地表粗糙度进行改进后,感热通量日间改进效果较好,约20W/m2。夜间改进效果较差,约0.15W/m2左右的改进。在那曲地区对地表粗糙度进行改进后,潜热通量的改进变化并不明显,日间约有15W/m2以内的改进,夜间有0.25W/m2的较差的变化。通过对地表粗糙度的研究,有利于获得区域上的地表特征参数值,为模式输入提供准确的地表参数,提高模式在青藏高原地区的模拟水平,加深对陆气相互作用过程的认识。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论.
•   1.1 课题研究的背景与意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 地表粗糙度的研究进展
•     1.2.2 陆面模式的研究进展
•   1.3 本文研究目的和内容
•   1.4 论文章节安排
• 第二章 研究区域和数据介绍
•   2.1 研究区域介绍
•     2.1.1 研究区域概况
•     2.1.2 野外观测站点介绍
•   2.2 数据介绍
•     2.2.1 卫星数据
•     2.2.2 站点数据
•     2.2.3 模式初始场数据
•     2.2.4 模式强迫场数据
• 第三章 模式和方法
•   3.1 Noah-MP模式介绍
•   3.2 站点数据计算方法
•   3.3 MODIS卫星数据反演方法
• 第四章 不同下垫面地表粗糙度的变化特征研究
•   4.1 实测资料结果计算地表粗糙度的时空变化特征
•   4.2 MODIS反演地表粗糙度的时空变化特征
•   4.3 卫星反演结果的评估
•   4.4 不同下垫面地表粗糙度的变化特征
•   4.5 本章小结
• 第五章 青藏高原那曲地区地表粗糙度在模式的应用
•   5.1 控制试验的确定与分析
•     5.1.1 控制试验的确定
•     5.1.2 控制试验结果分析
•   5.2 敏感性试验结果分析
•     5.2.1 改进地表粗糙度单点热通量分析
•     5.2.2 改进地表粗糙度区域热通量分析
•   5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 全文总结
•   6.2 存在的问题与工作展望
• 参考文献
• 作者在读期间科研成果简介
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘啸然

导师: 李茂善

关键词: 那曲地区,空气动力学地表粗糙度,下垫面,模式

来源: 成都信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学,气象学

单位: 成都信息工程大学

分类号: P467;P422

DOI: 10.27716/d.cnki.gcdxx.2019.000083

总页数: 55

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