青藏高原下垫面水分循环对高原季风影响的数值模拟研究

发布时间：2020-09-17 15:26

　　文章首先采用GSWP、GLDAS、APHRODITE、AMSR-E以及台站观测资料等数据,初步分析了高原下垫面能量和水分循环各物理季节变化特征,并讨论冬至春高原下垫面能量和水分循环的特征,为后期探讨高原下垫面水分循环影响高原季风提供基础;采用NCEP/DOE土壤湿度、风场和位势高度场等数据,通过高原4月土壤湿度与高原季风指数的相关系数分析以及土壤湿度干湿异常年的合成分析,讨论高原4月土壤湿度对高原风场、位势高度场的影响;利用区域气候模式模拟高原4月土壤湿度依次增加(减少)10%-50%对高原季风的影响,分析高原季风指数和风场的变化差异;通过计算模式中高原下垫面各物理量变化差异,探讨土壤湿度对高原季风的影响机制。主要得到以下结论:(1)在能量循环的季节变化上:高原地表净短波辐射与感热通量1月中旬显著开始增加,两者在5月底到6月初达到全年最高值。地表净长波辐射在4月底到5月初表现为一个高值,夏季净长波辐射表现为低值。地表潜热通量1月中下旬显著开始增强。表层土壤在3月上旬向大气输送热量,在9月下旬从大气吸收热量。(2)在水分循环的季节变化上:3月和10月高原融雪速率最快。雪盖面积在3-5月明显减少,7月最少,10月逐渐增多。1月裸土蒸发和地表总蒸散显著开始增加。2月高原降水、1cm植被含水量和土壤湿度显著开始增多,3月植被蒸腾显著开始加强。5~6月份降水陡增,1cm土壤湿度表现为峰值。1cm植被含水量、植被蒸腾、总蒸散与降水在7~8月达全年最高值,1cm土壤湿度在7月表出现为谷值,9月达全年第二峰值。(3)统计分析表明:高原4月土壤湿度与同期高原季风反相关,与高原夏季风正相关,即:4月高原土壤偏湿(偏干),高原季风减弱(增强),高原夏季风增强(减弱);合成分析表明:当高原4月土壤偏湿,5月高原东部辐散气流主导,6月位势高度场降低,7-8月气旋环流加强,当高原4月土壤偏干,5月高原东部辐合气流加强,6月高原主体西风气流加强,7-8月高原气旋环流减弱。数值模拟结果与统计分析结论一致,对风场的进一步分析表明:高原夏季风对土壤湿度的敏感性以高原中东部最强。(4)土壤湿度影响高原季风的可能机制:4月土壤湿度的增加(减少)引起下垫面雪盖偏多(偏少),反照率增大(减小),同时由于大气低层含水量的增加(减少),云量增加(减少),净辐射减少(增加),温度降低(升高),使得同期高原季风减弱(增强)。6月高原300h Pa纬向水分输出增加(减少),云量偏少(偏多),夏季下垫面吸收的短波辐射增加(减小),净辐射增加(减少),温度升高(降低),致使高原夏季风增强(减弱),高原夏季降水增加(减少)。同时大气热源在高原季风的季节变化过程中起到重要作用。
【学位单位】：成都信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：P461;P425.42

【引证文献】