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《1996-戴永久; 曾庆存-陆面过程研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷增刊水科学进展,年月,陆面过程研究戴永久曾庆存〔中国科学院大气物理研究所北京、,。摘要系统地介绍了陆面过程研究的意义内容及方法综述了近年来国内外的研究进展陆面过程研究已作为世界气候研究计划和国际地圈、生物圈计划的核心部分,世、。界各国的科学家们在理论和实验研究方而已全面深人开展了一系列的工作本文全面地介绍了,,。这些成果并对其优缺点进行了详细的综述指出了其中尚待解决的问题关键词陆面过程国际地圈生物圈水圈气候环境分类号引言、,,从天气气候模式研究工作者的角度来看陆地约占有全球表面的面积它与大气
2、之间的动量、热量和水分的交换,在模式中必须考虑到。为此,必须对陆面过程及其与大气的相互作用的过程进行研究。从水文学、农学、生态学和全球环境变迁等领域的研究工作者,,、、、的角度来看陆地是人类生存的场所陆地水资源作物产量植被的演替及其它物理环,、,境等与人类生存活动息息相关的问题都与陆面上的物理化学过程有着密切的关系为此也需要对陆面过程及其与大气的相互作用进行研究。虽然在一些方面来说,陆地影响没有海洋显得重要,因为它储存的能量相对比较少,而且陆面介质不存在像海流那样的运动,热量的水平输运基本上可以
3、忽略。但是,对于很多重,,要的大气与下垫面相互作用过程陆地比海洋的可变性却更大而且人类活动与自然的相互作用主要在陆地,人类影响局地气候主要是通过改变陆地状况这一途径去实现的。生物群落、植被群系与陆面上的气候状态有着很好的对应关系,这是因为每一种生物对气温、土壤温度和土壤水分都有一定的适应范围。气候的变化会直接或间接改变它们的分布,,,即有。,,但反过来它们的变化也可能导致气候的变化反馈作用其实在不同的地区不同、。,,的植被条件及陆面状态对天气气候的影响是很不一样的例如在地中海地区具有在干湿状况间
4、保持不稳定平衡的气候,陆面的森林一旦遭到破坏就会很快破坏这种平衡,从而导致破坏性的土壤侵蚀和谷地沉积,森林难以再恢复在赤道热带湿润地区情况可能就不一样,即使遭到破坏,森林也许很快就可恢复。随着人类改造自然的能力增大,大有进一步将陆地自然生态系统改变成生产粮食的生态系统的趋势。这种改造活动在世界某一地区已获得很大的成功,在另一些地区却是失败的。人们就要问亚马孙流域的热带雨林是否可以砍掉去种粮食作物非洲干旱区是否可以大规模的增加放牧的数量中国西部干旱区是否可大范围的垦荒为了回答这些问题,这就迫切需增
5、刊戴永久、曾庆存陆面过程研究要科学家们去探索气候与陆地系统的反馈机制,以及气候对陆面状况的变化的敏感性程度。,近几十年来很多学者利用大气环流模式或区域气候模式开展了一系列的敏,,,,‘〕“〕感性试验如的气候对表面反照率的敏感性试验和的气候对土壤,,水分的敏感性试验等川的气候对表面粗糙度的敏感性试验结果都表明陆地表面状况,对大气环流和大气降水有强烈的影响图给出了这三个陆面关键参数的大尺度变化可能。,,」导致的结果曾庆存从另一方面研究过生物生产量与环境及气象因子的关系他通过推理构造,了生物生产量与某
6、几个环境因子如土壤含水量等的一个简单非线性方程组并从理论上求解生产量对环境因子的依赖关系,非常直观地给出了放牧与草原生态间的相互作用关系。这些敏感性试验及生态与环境的相互作用的理想试验都是利用十分简单的陆面过程模式,在十分理想的假定下进行的。为了较为合理有效地研究气候对陆面状况的敏感性及其相互作用机理,必须发展细致复杂的陆面过程模式。在年代中期以前,气候与环境工作者大都局限于各自的领域,气候学者说未来的气候要发生变化,环境学者就着手忙于气候变化以后陆地生物圈的相应变化的研究,有的甚至得到一些令人
7、们毛骨惊然,,、的结论诸如物种灭绝全球沙漠化等环境学者说当前环境由于人类影响有大的改变,如,核尘埃增加、加倍、森林毁坏等,气候学者就研究出核冬天、海平面升高、全球平均气温将增加多少度等结图陆地表而三个关键参数表而反照率、粗糙度和土壤含水量的大尺度变化可能导致的陆一气相互反馈结果。各图中的左边表示加强初始扰动的正反馈回路,右边表示负反馈回路,飞一一一一。,,,论这些工作都是假想一方面变化后来预测另一方面的响应大都是独立进行的并没有从相互作用方面去研究反馈机理。发展陆面过程模式的一主要目的是来搭一座
8、桥,实现真正的有效的气候变化与环境变迁的预测研究。艺水科学进展卷陆面过程的内容从严格的意义上来讲,陆面过程应包含发生在陆面上所有的物理、化学、生物过程,以,拼,及这些过程与大气的关系它的时间尺度可以从微秒到万古它的空间尺度可以从分子尺度到全球尺度。年在斯德哥尔摩召开的国际气候学会议上所定义的气候系统五大成分大气圈、水圈、岩石圈、生物圈、冰冻圈,陆面过程就涉及三大成分—生物圈、冰冻圈—、水圈。它的范围之广,系统之大,相互作用之复杂,显然不可能把所有的内容连接在一起来处理。通常的处理方法是把它分成许
