区域水分状况调节气温机制及规律研究

发布时间：2020-08-31 19:28

　　区域水分状况作为土壤—植被—大气耦合系统的影响因子之一,调节着系统的能量平衡及近地表气温。水分状况调节气温主要包括两种过程,一种由水分状况变化作用于陆面过程及地表水热耦合平衡影响气温,另一种由水分状况变化导致的云量变化作用于地表能量影响气温;近地表气温受水分状况的影响机制与规律是目前国内外的研究热点。论文识别了水分状况调节气温过程中地表水热通量及地表能量的变化,研究了区域水分状况调节气温的机制、空间分布特征以及敏感性,最后还探讨了黑河流域水分状况变化对生态和气温的影响,取得如下研究成果:论文基于水热耦合和能量平衡方程,采用气象水文与地表辐射数据,以降水反映区域水分状况,在典型区域揭示了水分状况调节气温的机制。研究结果表明:在干旱区域,随着降水减少,蒸散发减少,地表潜热减少,地表显热升高,导致气温升高;在湿润区域,降水对气温没有明显调节作用;虽然降水减少时增加的太阳辐射为气温升高提供了潜在能量,但该部分能量在干旱与湿润区域以不同方式释放导致气温变化有所差异;在降水与温室气体调节气温的过程中,地表能量组分变化并不相同,或许可从能量角度识别两者对气温的作用差异。论文提出两个有效的掩膜,经叠加过滤得到全球无积雪覆盖但被气象站覆盖的栅格,基于所得栅格数据,描述了气温、地表水热通量及地表能量组分对降水响应的空间分布特征。蒸散发是区域降水调节气温过程中的关键因素,其在不同区域受降水控制程度差异可能影响气温对降水的敏感性,论文选取地势平坦过渡的三个典型区域,分析了区域内栅格降水调节气温的幅度对蒸散发受降水控制程度的敏感性,研究结果表明随着蒸散发受降水控制程度增加,栅格气温和地表能量组分受降水的影响幅度明显增加,但在不同区域幅度增加并不相同。论文以我国西北干旱区黑河流域为研究区域,以降水和地表径流反映下游区域由于气候变化和人类活动影响的水分状况。基于水热耦合平衡方程,识别了实施治理工程前后气候变化和人类活动对下游径流变化的贡献比例。通过遥感和长序列水文数据分析了径流对下游植被影响。以此为基础,在下游额济纳绿洲区,探讨了区域水分状况变化对近地表气温的影响。研究结果表明,自2001年流域实施治理工程后,区域水分状况改善使下游额济纳灌区植被覆盖面积增加,多年平均气温上升趋势有所减缓。
【学位单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P461

【相似文献】