过去千年土地利用/覆盖变化对中国气候影响的模拟研究
发布时间：2021-03-20 20:30
土地利用/覆盖变化（Land Use/Cover Change,简称LUCC）是人类影响气候系统的重要外强迫因子之一。提高对土地利用/覆盖变化对中国气候影响的认识,特别是对中国东部夏季降水、温度变化的影响、LUCC的生物地球物理效应和生物地球化学效应对中国气候影响的相对贡献,对科学地制定应对全球变化决策具有重要意义。本文利用通用地球系统模式开展的过去千年积分模拟试验（Last Millennium Ensemble simulations from Community Earth System Model,简称CESM-LME）中LUCC单因子敏感性试验结果（打开碳氮循环过程）以及CESM（Community Earth System Model,简称CESM）长积分模拟试验打开和关闭碳氮循环过程的LUCC单因子敏感性试验结果及相应的控制试验结果,基于空间统计分析方法,分别探究LUCC综合气候效应影响下中国东部年代际气候时空变化特征及LUCC生物地球化学过程和生物地球物理过程对中国温度、降水变化的影响及其物理机制。研究结果表明:1.LUCC综合气候效应对中国东部年代际气候变化的影响通过...
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第2章数据与方法12图2.1CESM-LME模式中LUCC单因子敏感性试验使用的土地利用/覆盖数据4个时期的农作物crop（左列）和牧草pasture（右列）的空间分布1-4行分别表示850年、1500年、1750年和2005年2.2.2CESM有无碳氮循环试验数据本文第四章研究中使用的是基于CESM1.0版本进行的过去百年瞬变积分模拟试验结果。该数据的大气模块和陆面模块的水平分辨率约为3.75°×3.75°，同CESM-LME模拟试验类似，该模式包括控制试验、全强迫试验、土地利用/覆盖单因子敏感性试验等。土地利用/覆盖单因子敏感性试验使用的外强迫因子序列为Kaplan等[85]重建的2000年动态植被数据，Yan等[88]研究表明Kaplan等重建的数据能够较好的反应植被覆盖的真实状况。为了区别LUCC对气候变化的生物地理物理影响和生物地球化学影响，设置了打开碳氮循环过程和关闭碳氮循环
第2章数据与方法13过程的两类试验，包括打开/关闭碳氮循环过程的土地利用/覆盖单因子敏感性试验以及控制试验。从Kaplan等重建的全球LUCC序列可看出（图2.2），全球LUCC在1850年以后发生了剧烈变化，因此，该套试验主要针对1850-2000年开展，并舍弃作为模式平衡的前50年，而选取1900-1999年的结果进行分析，其中打开碳氮循环过程的土地利用/覆盖敏感性试验结果代表LUCC的综合气候效应（包括生物地球物理效应和生物地球化学效应），记为LC，对应的控制试验数据记为Ctrl；关闭碳氮循环过程的土地利用/覆盖试验代表生物地球物理影响，记为LCPh，对应的控制试验数据记为CtrlPh。在本文中，将土地利用/覆盖单因子敏感性试验结果与控制试验结果的差值定义为LUCC对气候变化的净影响，即LC-Ctrl表示LUCC的净综合气候效应，记为BP+BC，LCPh-CtrlPh表示LUCC的净生物地球物理效应，记为Biogeophysical，将LUCC综合气候效应与生物地球物理效应的差值定义为LUCC的净生物地球化学效应，记为Biogeochemical。图2.2CESM中LUCC单因子敏感性试验采用的过去2000年各种植被类型占比变化时间序列2.3方法2.3.1经验正交函数分析经验正交函数（EmpiricalOrthogonalFunction，简称EOF）分解是气候统计诊断方法中应用较为普遍的把原变量场分解为正交函数的线性组合的方法，分解得到的每个典型模态都尽可能多的反应原始变量场的特征信息。其一般计算步骤如下（详见魏凤英《现代气候统计诊断与预测技术》[89]）：（1）对原始数据资料进行距平处理或标准化处理（用距平场进行计算得到的特征向量具有更加直观的气象学意义，且经验正交函数在一定时间限度内具有
【参考文献】：
期刊论文
[1]ENSO与中国东部夏季降水异常关系的年代际变化[J]. 郭品文,郎丽玲. 大气科学学报. 2017(04)
[2]中国东部土地利用/覆盖变化对夏季降水影响的不稳定性研究[J]. 李侠祥,张学珍,张丽娟,郑景云. 地理研究. 2017(07)
[3]Influence of Internal Decadal Variability on the Summer Rainfall in Eastern China as Simulated by CCSM4[J]. Yali ZHU,Tao WANG,Jiehua MA. Advances in Atmospheric Sciences. 2016(06)
[4]基于CMIP5多模式评估人为和自然因素外强迫在中国区域气候变化中的相对贡献[J]. 赵天保,李春香,左志燕. 中国科学:地球科学. 2016(02)
[5]中国东部夏季降水的年代际变化格局——观测与CESM控制试验模拟结果的对比[J]. 郑景云,吴茂炜,郝志新,张学珍. 地理研究. 2016(01)
[6]20世纪末中国中东部耕地扩张对表面气温影响的模拟[J]. 张学珍,刘纪远,熊喆,张宏文. 地理学报. 2015(09)
[7]土地利用/覆盖变化对中国不同季节气温的影响[J]. 董思言,延晓冬,熊喆,石英,王娟怀. 生态学报. 2015(14)
[8]未来土地利用变化影响中国区域气候的数值模拟[J]. 华文剑,陈海山,李兴. 中国科学:地球科学. 2015(07)
[9]近20年中国土地利用变化影响区域气候的数值模拟[J]. 陈海山,李兴,华文剑. 大气科学. 2015(02)
[10]中国土地利用/覆盖变化及其气候效应的研究综述[J]. 华文剑,陈海山,李兴. 地球科学进展. 2014(09)
本文编号：3091624
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第2章数据与方法12图2.1CESM-LME模式中LUCC单因子敏感性试验使用的土地利用/覆盖数据4个时期的农作物crop（左列）和牧草pasture（右列）的空间分布1-4行分别表示850年、1500年、1750年和2005年2.2.2CESM有无碳氮循环试验数据本文第四章研究中使用的是基于CESM1.0版本进行的过去百年瞬变积分模拟试验结果。该数据的大气模块和陆面模块的水平分辨率约为3.75°×3.75°，同CESM-LME模拟试验类似，该模式包括控制试验、全强迫试验、土地利用/覆盖单因子敏感性试验等。土地利用/覆盖单因子敏感性试验使用的外强迫因子序列为Kaplan等[85]重建的2000年动态植被数据，Yan等[88]研究表明Kaplan等重建的数据能够较好的反应植被覆盖的真实状况。为了区别LUCC对气候变化的生物地理物理影响和生物地球化学影响，设置了打开碳氮循环过程和关闭碳氮循环
第2章数据与方法13过程的两类试验，包括打开/关闭碳氮循环过程的土地利用/覆盖单因子敏感性试验以及控制试验。从Kaplan等重建的全球LUCC序列可看出（图2.2），全球LUCC在1850年以后发生了剧烈变化，因此，该套试验主要针对1850-2000年开展，并舍弃作为模式平衡的前50年，而选取1900-1999年的结果进行分析，其中打开碳氮循环过程的土地利用/覆盖敏感性试验结果代表LUCC的综合气候效应（包括生物地球物理效应和生物地球化学效应），记为LC，对应的控制试验数据记为Ctrl；关闭碳氮循环过程的土地利用/覆盖试验代表生物地球物理影响，记为LCPh，对应的控制试验数据记为CtrlPh。在本文中，将土地利用/覆盖单因子敏感性试验结果与控制试验结果的差值定义为LUCC对气候变化的净影响，即LC-Ctrl表示LUCC的净综合气候效应，记为BP+BC，LCPh-CtrlPh表示LUCC的净生物地球物理效应，记为Biogeophysical，将LUCC综合气候效应与生物地球物理效应的差值定义为LUCC的净生物地球化学效应，记为Biogeochemical。图2.2CESM中LUCC单因子敏感性试验采用的过去2000年各种植被类型占比变化时间序列2.3方法2.3.1经验正交函数分析经验正交函数（EmpiricalOrthogonalFunction，简称EOF）分解是气候统计诊断方法中应用较为普遍的把原变量场分解为正交函数的线性组合的方法，分解得到的每个典型模态都尽可能多的反应原始变量场的特征信息。其一般计算步骤如下（详见魏凤英《现代气候统计诊断与预测技术》[89]）：（1）对原始数据资料进行距平处理或标准化处理（用距平场进行计算得到的特征向量具有更加直观的气象学意义，且经验正交函数在一定时间限度内具有
【参考文献】：
期刊论文
[1]ENSO与中国东部夏季降水异常关系的年代际变化[J]. 郭品文,郎丽玲. 大气科学学报. 2017(04)
[2]中国东部土地利用/覆盖变化对夏季降水影响的不稳定性研究[J]. 李侠祥,张学珍,张丽娟,郑景云. 地理研究. 2017(07)
[3]Influence of Internal Decadal Variability on the Summer Rainfall in Eastern China as Simulated by CCSM4[J]. Yali ZHU,Tao WANG,Jiehua MA. Advances in Atmospheric Sciences. 2016(06)
[4]基于CMIP5多模式评估人为和自然因素外强迫在中国区域气候变化中的相对贡献[J]. 赵天保,李春香,左志燕. 中国科学:地球科学. 2016(02)
[5]中国东部夏季降水的年代际变化格局——观测与CESM控制试验模拟结果的对比[J]. 郑景云,吴茂炜,郝志新,张学珍. 地理研究. 2016(01)
[6]20世纪末中国中东部耕地扩张对表面气温影响的模拟[J]. 张学珍,刘纪远,熊喆,张宏文. 地理学报. 2015(09)
[7]土地利用/覆盖变化对中国不同季节气温的影响[J]. 董思言,延晓冬,熊喆,石英,王娟怀. 生态学报. 2015(14)
[8]未来土地利用变化影响中国区域气候的数值模拟[J]. 华文剑,陈海山,李兴. 中国科学:地球科学. 2015(07)
[9]近20年中国土地利用变化影响区域气候的数值模拟[J]. 陈海山,李兴,华文剑. 大气科学. 2015(02)
[10]中国土地利用/覆盖变化及其气候效应的研究综述[J]. 华文剑,陈海山,李兴. 地球科学进展. 2014(09)
本文编号：3091624
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