荒漠土壤成分对陆面过程的影响
发布时间：2022-01-12 02:12
采集塔克拉玛干沙漠北缘肖塘观测站附近的土壤,应用Mastersizer-2000激光粒度仪测定土壤粒径,按照伍登-温德华粒级标准进行土壤成分分类,发现土壤类型并非均质沙土,在0～30 cm深度的浅层存在10%～24%的黏土,根据土壤成分比例对Noah陆面模式的土壤参数重计算,然后利用肖塘站2011年3月22日至7月25日的观测数据驱动Noah模式,对比修正土壤参数前后的模拟效果。结果表明:更新土壤参数后10 cm土壤温度模拟偏差减少0. 62℃,土壤热通量偏差减小10. 47 W·m-2,感热通量偏差减少7. 02 W·m-2,地表净辐射偏差减少5. 48W·m-2,且效率系数达到更高的接受程度。通过泰勒图分析了土壤参数修正对Noah模拟效果的整体作用,表明修正土壤参数后的模式中热量传输扩散有一定的优化作用,10 cm土壤温度和热通量土壤温度模拟效果得到改进。
【文章来源】：干旱区研究. 2020,37(01)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
观测站位置示意图和10 m观测塔
土壤成分采样剖面和Mastersizer-2000激光粒度仪
土壤热通量G0作为地表能量平衡方程中的重要分量之一，是表征地表接收到太阳辐射向下传到下层土壤的热量，一般定义为向下传导热量为正通量，反正为负。土壤热通量的计算主要取决于地表温度，土壤热力学参数、土壤水含量。通过图5可以看出，Noah能够较好模拟出土壤热通量的变化趋势，但原始参数模拟值在中午明显偏高，最高超过观测200 W·m-2。根据土壤成分重新计算土壤参数后的模拟结果有一定改善，绝对平均偏差减小10.47 W·m-2,RMSE减小15.75 W·m-2，但仍然高估。考虑到肖塘站长期没有降水，土壤极其干燥，由于石英的比热容小且热传导率较高，修正后土壤参数石英(QZT)成分减少，所以，表层混合土壤计算的热传导系数减小。根据土壤热通量计算公式(4)可知，导致土壤热通量高估减小的原因主要是土壤热力学参数的改变，减小了热量向下层土壤传递速度与热量。图4 10 cm土壤温度模拟分析曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]CoLM模式对塔克拉玛干沙漠北缘陆面过程模拟评估及修正[J]. 金莉莉,李振杰,何清,刘永强,买买提艾力·买买提依明,辛渝. 中国沙漠. 2018(06)
[2]塔克拉玛干沙漠北缘夏秋冬季地表能量平衡闭合特征[J]. 曹寰琦,何清,金莉莉,李振杰,杨兴华,霍文. 干旱区研究. 2018(04)
[3]基于Noah陆面过程模型模拟青藏高原植被和土壤特征对多年冻土的影响[J]. 吴小波,南卓铜,王维真,赵林. 冰川冻土. 2018(02)
[4]青藏高原含砂砾石土壤导热率实验研究[J]. 何玉洁,宜树华,郭新磊. 冰川冻土. 2017(02)
[5]西北干旱区戈壁下垫面陆面过程特征的模拟研究[J]. 王超,韦志刚,李振朝,肖天贵,倪长健. 太阳能学报. 2016(09)
[6]塔克拉玛干沙漠地表浅层土壤热扩散率、温度和热通量计算方法的比较研究[J]. 李火青,吴新萍,买买提艾力·买买提依明,霍文,杨兴华,何清,刘永强. 土壤通报. 2016(04)
[7]沙漠陆面过程参数化与模拟[J]. 郑辉,刘树华. 地球物理学报. 2013(07)
[8]Improving the CoLM in Taklimakan Desert Hinterland with Accurate Key Parameters and an Appropriate Parameterization Scheme[J]. 刘永强,何清,张宏升,艾力·买买提明. Advances in Atmospheric Sciences. 2012(02)
[9]金塔绿洲的辐射平衡特征和地表能量研究[J]. 李万莉,吕世华,傅慎明,奥银焕,文莉娟. 太阳能学报. 2009(12)
[10]近50年来中国北方沙尘暴的分布及变化趋势分析[J]. 钱正安,宋敏红,李万元. 中国沙漠. 2002(02)
本文编号：3583901
【文章来源】：干旱区研究. 2020,37(01)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
观测站位置示意图和10 m观测塔
土壤成分采样剖面和Mastersizer-2000激光粒度仪
土壤热通量G0作为地表能量平衡方程中的重要分量之一，是表征地表接收到太阳辐射向下传到下层土壤的热量，一般定义为向下传导热量为正通量，反正为负。土壤热通量的计算主要取决于地表温度，土壤热力学参数、土壤水含量。通过图5可以看出，Noah能够较好模拟出土壤热通量的变化趋势，但原始参数模拟值在中午明显偏高，最高超过观测200 W·m-2。根据土壤成分重新计算土壤参数后的模拟结果有一定改善，绝对平均偏差减小10.47 W·m-2,RMSE减小15.75 W·m-2，但仍然高估。考虑到肖塘站长期没有降水，土壤极其干燥，由于石英的比热容小且热传导率较高，修正后土壤参数石英(QZT)成分减少，所以，表层混合土壤计算的热传导系数减小。根据土壤热通量计算公式(4)可知，导致土壤热通量高估减小的原因主要是土壤热力学参数的改变，减小了热量向下层土壤传递速度与热量。图4 10 cm土壤温度模拟分析曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]CoLM模式对塔克拉玛干沙漠北缘陆面过程模拟评估及修正[J]. 金莉莉,李振杰,何清,刘永强,买买提艾力·买买提依明,辛渝. 中国沙漠. 2018(06)
[2]塔克拉玛干沙漠北缘夏秋冬季地表能量平衡闭合特征[J]. 曹寰琦,何清,金莉莉,李振杰,杨兴华,霍文. 干旱区研究. 2018(04)
[3]基于Noah陆面过程模型模拟青藏高原植被和土壤特征对多年冻土的影响[J]. 吴小波,南卓铜,王维真,赵林. 冰川冻土. 2018(02)
[4]青藏高原含砂砾石土壤导热率实验研究[J]. 何玉洁,宜树华,郭新磊. 冰川冻土. 2017(02)
[5]西北干旱区戈壁下垫面陆面过程特征的模拟研究[J]. 王超,韦志刚,李振朝,肖天贵,倪长健. 太阳能学报. 2016(09)
[6]塔克拉玛干沙漠地表浅层土壤热扩散率、温度和热通量计算方法的比较研究[J]. 李火青,吴新萍,买买提艾力·买买提依明,霍文,杨兴华,何清,刘永强. 土壤通报. 2016(04)
[7]沙漠陆面过程参数化与模拟[J]. 郑辉,刘树华. 地球物理学报. 2013(07)
[8]Improving the CoLM in Taklimakan Desert Hinterland with Accurate Key Parameters and an Appropriate Parameterization Scheme[J]. 刘永强,何清,张宏升,艾力·买买提明. Advances in Atmospheric Sciences. 2012(02)
[9]金塔绿洲的辐射平衡特征和地表能量研究[J]. 李万莉,吕世华,傅慎明,奥银焕,文莉娟. 太阳能学报. 2009(12)
[10]近50年来中国北方沙尘暴的分布及变化趋势分析[J]. 钱正安,宋敏红,李万元. 中国沙漠. 2002(02)
本文编号：3583901
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