北半球不同植被下积雪变化特征及模拟订正
发布时间：2021-06-06 11:45
季节性积雪是冰雪圈最活跃的组成部分之一,具有高反照率和低热传导率的特征,不仅会改变局地水循环,还会影响局地能量收支。本文以北半球季节性积雪作为研究对象,采用1980-2014年MERRA2再分析资料、CMIP6历史模拟资料及2015-2100年CMIP6未来模拟资料,对北半球近35年积雪的分布特征和变化趋势进行了分析,比较了不同排放情景下积雪的未来变化;结合MODIS提供的下垫面类型及NDVI数据,分析了北半球中高纬度地区积雪变化对植被的影响及模式模拟;使用线性订正和EEMD替换分量的方式对模式结果分别进行订正,并比较了订正前后的差异。结果表明:（1）在再分析资料中,1980-2014年间北半球积雪主要分布在中高纬度地区,积雪覆盖及雪深整体均呈下降趋势,下降速率分别为-2.85×10-2%/a和-2.91×10-4m/a。积雪覆盖和雪深的变化具有显著的季节特征,在不同的季节表现出不同的变化。其中,积雪覆盖在春季和秋季表现出最显著的下降,下降速率分别为-3.10×10-2%/a和-4.48×10-2%...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EEMD分解示例（引自Wu和Huang，2009）
兰州大学硕士学位论文北半球不同植被下积雪变化特征及模拟订正10第三章北半球积雪的历史变化及未来预测3.11980-2014年北半球积雪变化特征在过去的百年间，全球气候发生了显著的变化，地表平均温度随着温室气体排放的增加迅速上升，造成积雪不断消融。而积雪通过改变局地能量平衡和水循环，进一步对局地环境产生了反作用，使得气候变化更加剧烈。因此，本章主要对北半球陆地季节性积雪的时空变化特征进行了探究。图3-1给出了1980-2014年平均积雪覆盖和雪深的时间序列。可以看出，北半球平均积雪覆盖和雪深在这35年间持续下降，下降速率分别为-2.85×10-2%/a和-2.91×10-4m/a。同时，积雪覆盖和雪深还显示出明显的年变化，从秋季到冬季，积雪覆盖和雪深均在持续堆积增加，并分别在1月和2月达到最大值，随后积雪覆盖和雪深在春季开始消融减少，直至夏季完全消失。图3-1北半球陆地平均积雪覆盖的（a）时间序列和线性趋势（单位：%/a），（b）年变化（单位：%）；北半球陆地平均雪深的（c）时间序列和线性趋势（单位：m/a），（d）年变化（单位：m）；其中，图右下角黑色数字代表线性趋势。从空间上来说，积雪覆盖的分布呈现出明显的纬向特征，纬度越高，积雪覆盖越大（图3-2）。大部分积雪覆盖集中于45°-75°N，范围由20%-80%。而雪深
兰州大学硕士学位论文北半球不同植被下积雪变化特征及模拟订正11的分布不仅有纬向特征，还受到地形的影响。在高海拔地区，如乌拉尔山、落基山等地区，雪深的分布较同纬度其他地区更加深厚，可达0.4m以上。随着温度的升高，大部分区域积雪覆盖显著下降，下降速率达-0.04%/a以上。但在45°N附近，北美大陆及欧亚大陆的部分地区出现了增加趋势，且增加速率达0.04%/a以上。大部分区域的雪深同样呈现出下降趋势，但雪深在落基山脉及欧亚大陆东北沿岸的部分地区表现为上升趋势。图3-2北半球积雪覆盖的（a）空间分布（单位：%），（b）变化趋势（单位：%/a）；北半球雪深的（c）空间分布（单位：m），（d）变化趋势（单位：m/a）。由于积雪存在显著的年变化，为了进一步探究不同阶段积雪的变化趋势，我们分别比较了四个季节积雪变化趋势的空间分布（图3-3）。春季，积雪覆盖在中高纬度地区的变化较低纬度地区更加明显。积雪覆盖在北美东部减少，而在西部增加；欧亚大陆大部分区域减少，仅在西部和东部沿岸的部分地区增加。雪深在北美和欧亚地区基本均呈现出下降趋势，仅在北美西部和欧亚东部极少部分地区出现增加趋势。与春季相比，夏季的变化趋势在程度和范围上都相对较小，整体均呈现轻微的下降趋势，这可能是由于夏季积雪较少，所以变化也不显著。秋季积雪覆盖的下降与春季相似，在中高纬度地区整体下降，但北美东北和亚洲东北部分地区呈现上升趋势。雪深的变化则与夏季相似，变化不显著，整体减少，仅在少部分地区呈现上升趋势。冬季积雪覆盖的变化主要集中在中纬度地区，而在低纬度地区和高纬度地区变化不大。这可能是由于高纬度地区积雪堆积较厚，当积雪减少时，雪深虽然迅速响应，表现出减少的特征，但其减少程度还不足以露出地表，因此积雪覆
【参考文献】：
期刊论文
[1]积雪时空变化规律及其影响因素研究进展[J]. 杨林,马秀枝,李长生,舒常禄. 西北林学院学报. 2019(06)
[2]积雪变化对森林土壤微生物的影响[J]. 吴松,隋心,陈雨彤,张童,朱道光,崔福星,杨立宾. 国土与自然资源研究. 2019(05)
[3]Impact of oceans on climate change in drylands[J]. Xiaodan GUAN,Jieru MA,Jianping HUANG,Ruixin HUANG,Lei ZHANG,Zhuguo MA. Science China（Earth Sciences）. 2019(06)
[4]2001-2015年天山山区积雪时空变化及其与温度和降水的关系[J]. 秦艳,丁建丽,赵求东,刘永强,马勇刚,穆艾塔尔·赛地. 冰川冻土. 2018(02)
[5]山地高寒草甸地表积雪特征的初步观测[J]. 吴建国,朱高,周巧富. 草地学报. 2016(06)
[6]1962-2014年秦岭主峰太白山地区积雪变化特征及其成因分析[J]. 雷向杰,李亚丽,李茜,王娟,陈卫东. 冰川冻土. 2016(05)
[7]典型草原区芨芨草灌丛积雪形态与滞雪阻雪能力[J]. 左合君,闫敏,刘宝河,董智. 冰川冻土. 2016(03)
[8]祁连山北坡冬季牧场积雪盖度与植被、地形的关系[J]. 郭雅蓉,侯扶江. 西南民族大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]近44年青藏高原东部积雪的年代际变化特征及其与降雪和气温的关系[J]. 胡豪然,伍清. 高原山地气象研究. 2016(01)
[10]大兴安岭北部主要森林类型林内积雪特征[J]. 俞正祥,蔡体久,朱宾宾. 北京林业大学学报. 2015(12)
硕士论文
[1]东北及邻近地区积雪的时空变化规律及影响因子分析[D]. 陈光宇.南京信息工程大学 2011
本文编号：3214322
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EEMD分解示例（引自Wu和Huang，2009）
兰州大学硕士学位论文北半球不同植被下积雪变化特征及模拟订正10第三章北半球积雪的历史变化及未来预测3.11980-2014年北半球积雪变化特征在过去的百年间，全球气候发生了显著的变化，地表平均温度随着温室气体排放的增加迅速上升，造成积雪不断消融。而积雪通过改变局地能量平衡和水循环，进一步对局地环境产生了反作用，使得气候变化更加剧烈。因此，本章主要对北半球陆地季节性积雪的时空变化特征进行了探究。图3-1给出了1980-2014年平均积雪覆盖和雪深的时间序列。可以看出，北半球平均积雪覆盖和雪深在这35年间持续下降，下降速率分别为-2.85×10-2%/a和-2.91×10-4m/a。同时，积雪覆盖和雪深还显示出明显的年变化，从秋季到冬季，积雪覆盖和雪深均在持续堆积增加，并分别在1月和2月达到最大值，随后积雪覆盖和雪深在春季开始消融减少，直至夏季完全消失。图3-1北半球陆地平均积雪覆盖的（a）时间序列和线性趋势（单位：%/a），（b）年变化（单位：%）；北半球陆地平均雪深的（c）时间序列和线性趋势（单位：m/a），（d）年变化（单位：m）；其中，图右下角黑色数字代表线性趋势。从空间上来说，积雪覆盖的分布呈现出明显的纬向特征，纬度越高，积雪覆盖越大（图3-2）。大部分积雪覆盖集中于45°-75°N，范围由20%-80%。而雪深
兰州大学硕士学位论文北半球不同植被下积雪变化特征及模拟订正11的分布不仅有纬向特征，还受到地形的影响。在高海拔地区，如乌拉尔山、落基山等地区，雪深的分布较同纬度其他地区更加深厚，可达0.4m以上。随着温度的升高，大部分区域积雪覆盖显著下降，下降速率达-0.04%/a以上。但在45°N附近，北美大陆及欧亚大陆的部分地区出现了增加趋势，且增加速率达0.04%/a以上。大部分区域的雪深同样呈现出下降趋势，但雪深在落基山脉及欧亚大陆东北沿岸的部分地区表现为上升趋势。图3-2北半球积雪覆盖的（a）空间分布（单位：%），（b）变化趋势（单位：%/a）；北半球雪深的（c）空间分布（单位：m），（d）变化趋势（单位：m/a）。由于积雪存在显著的年变化，为了进一步探究不同阶段积雪的变化趋势，我们分别比较了四个季节积雪变化趋势的空间分布（图3-3）。春季，积雪覆盖在中高纬度地区的变化较低纬度地区更加明显。积雪覆盖在北美东部减少，而在西部增加；欧亚大陆大部分区域减少，仅在西部和东部沿岸的部分地区增加。雪深在北美和欧亚地区基本均呈现出下降趋势，仅在北美西部和欧亚东部极少部分地区出现增加趋势。与春季相比，夏季的变化趋势在程度和范围上都相对较小，整体均呈现轻微的下降趋势，这可能是由于夏季积雪较少，所以变化也不显著。秋季积雪覆盖的下降与春季相似，在中高纬度地区整体下降，但北美东北和亚洲东北部分地区呈现上升趋势。雪深的变化则与夏季相似，变化不显著，整体减少，仅在少部分地区呈现上升趋势。冬季积雪覆盖的变化主要集中在中纬度地区，而在低纬度地区和高纬度地区变化不大。这可能是由于高纬度地区积雪堆积较厚，当积雪减少时，雪深虽然迅速响应，表现出减少的特征，但其减少程度还不足以露出地表，因此积雪覆
【参考文献】：
期刊论文
[1]积雪时空变化规律及其影响因素研究进展[J]. 杨林,马秀枝,李长生,舒常禄. 西北林学院学报. 2019(06)
[2]积雪变化对森林土壤微生物的影响[J]. 吴松,隋心,陈雨彤,张童,朱道光,崔福星,杨立宾. 国土与自然资源研究. 2019(05)
[3]Impact of oceans on climate change in drylands[J]. Xiaodan GUAN,Jieru MA,Jianping HUANG,Ruixin HUANG,Lei ZHANG,Zhuguo MA. Science China（Earth Sciences）. 2019(06)
[4]2001-2015年天山山区积雪时空变化及其与温度和降水的关系[J]. 秦艳,丁建丽,赵求东,刘永强,马勇刚,穆艾塔尔·赛地. 冰川冻土. 2018(02)
[5]山地高寒草甸地表积雪特征的初步观测[J]. 吴建国,朱高,周巧富. 草地学报. 2016(06)
[6]1962-2014年秦岭主峰太白山地区积雪变化特征及其成因分析[J]. 雷向杰,李亚丽,李茜,王娟,陈卫东. 冰川冻土. 2016(05)
[7]典型草原区芨芨草灌丛积雪形态与滞雪阻雪能力[J]. 左合君,闫敏,刘宝河,董智. 冰川冻土. 2016(03)
[8]祁连山北坡冬季牧场积雪盖度与植被、地形的关系[J]. 郭雅蓉,侯扶江. 西南民族大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]近44年青藏高原东部积雪的年代际变化特征及其与降雪和气温的关系[J]. 胡豪然,伍清. 高原山地气象研究. 2016(01)
[10]大兴安岭北部主要森林类型林内积雪特征[J]. 俞正祥,蔡体久,朱宾宾. 北京林业大学学报. 2015(12)
硕士论文
[1]东北及邻近地区积雪的时空变化规律及影响因子分析[D]. 陈光宇.南京信息工程大学 2011
本文编号：3214322
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