中国地区土地利用/覆盖变化影响近地面风速的分析

发布时间：2016-12-11 09:27

本文关键词：中国城市群金融服务业发展水平及空间格局，由笔耕文化传播整理发布。

《云南大学》 2015年

查进林

【摘要】：本文采用合成分析,经验正交函数分解(EOF)等方法研究了近30年内中国地区不同高度风速时空变化特征,探讨了中国东部平原(East China Plain,以下简称为ECP)地区气压梯度力(PGF)、东亚季风(EAM)改变对近地面实测风速(SWS)以及不同高度风速的影响。同时,基于摩擦风模型、实测风速和再分析风速对比分析(OMR)方法,实测风速和降尺度风速对比分析(OMD)方法定量评估了中国地区土地利用/覆盖类型改变(LUCC)对SWS的影响。主要得出以下结论：中国地区SWS呈现显著下降趋势,ECP地区SWS下降趋势为-0.12m/(s·10yr),全国平均SWS下降趋势为-0.1m/(s·10yr)。在925hPa和850hPa高度上,风速并未呈现显著下降趋势,但呈现出显著的年际和年代际波动,并且SWS年际和年代际变化显著小于925hPa、850hPa风速年际和年代际变化。同时,不同高度PGF对风速变化的贡献并不一致,近地面PGF对SWS的影响并不显著。随着高度的增加,PGF对风速的影响显著增大,在925hPa和850hPa高度上,PGF是风速变化的主导因子,二者相关系数达到0.89和0.90。此外,EAM的变化并不会对ECP区域SWS的长期下降产生显著影响,强、弱东亚季风年风速并不存在显著差异,ECP区域强、弱东亚夏季风(冬季风)年近地面风速差仅为0.017m/s(-0.008m/s)。表明ECP地区SWS的显著减弱并不是由PGF和东亚季风的改变导致的。摩擦风模型能够较好捕捉ECP区域大气大尺度运动的主要特征,例如850hPa上的准地转过程。同时,摩擦风模型在1000hPa上模拟得到的风速和该层次上再分析风速的差异仅为0.18m/s,两组数据序列极值点出现在同一时刻的概率(PEST)达到95%。另外,基于摩擦风模型定量评估了ECP区域LUCC对SWS的影响,在不考虑LUCC的情况下模型计算得到的风速(MWS)比SWS平均高出0.5m/s,而通过模型计算得到的拖曳系数(DC)在整个时间序列中呈现显著上升趋势,并且和城市化率呈现显著正相关,相关系数达到0.88。此外,SWS和模型风速的差值(SWSD)可以作为LUCC对SWS影响的定量标准。线性回归拟合表明ECP区域城市化率增加10%的情况下相应的SWS会减小0.24m/s。和ERA-Interim10m再分析风速相比,降尺度风速能够更好反映ECP区域近地面风速的平均变化特征和风速的年际和季节性变化特征,主成分分析和逐步回归相结合建立的统计降尺度模型在计算的过程中是稳定的和可靠的,逐步回归方程的复相关系数达到0.7以上,误差标准差在0.13m/s以下,Brier技术评分(BSS)在70%以上。同时OMD方法的评估结果显示,LUCC导致ECP区域近地面风速的下降趋势为-0.18m/(s·10yr),同时当城市化率增加10%时,近地面风速下降0.18m/s。其评估结果小于摩擦风模型的评估结果,但是大于OMR方法的评估结果。 OMR方法可以用于研究中国地区LUCC对SWS的影响,由于LUCC的影响,全国平均观测风速下降了0.71m/s,相应的大城市和小城市观测风速则下降了0.84m/s和0.52m/s。但是京津冀地区(BTTR),长三角地区(YRDR),珠三角地区(PRDR)风速减弱趋势显著高于全国平均,因此在LUCC变化越激烈的区域,其对SWS减弱的贡献也就越大,城市化率和实测风速以及再分析风速之间的风速差呈现显著正相关关系,相关系数为0.86,当城市化率增加10%的情况下,相应观测到的风速则减弱0.11m/s,这一值显著小于ECP区域LUCC对风速的影响。

【关键词】：
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P461
【目录】：

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