a land surface model for the forest on complex topography

《a land surface model for the forest on complex topography》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰趔童适太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：攒签字日期：姚年6月／，日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰趟交通太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰翅交通太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复

2、制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：蝴签字日期：仞修年6月／如导师签名：名h吐)c彳计Q,／-L_JI签字日期：加7弓年参月I．1-日兰州交通大学硕士学位论文摘要作为气象模型的下边界层条件的陆面模式，重在研究陆面的动量，热量及物质交换，在近数十年内取得了很大的进步。从今后的发展趋势上来讲，针对有复杂地表的山岳地形建立陆面模式是具有很大的应用价值的。本研究就是针对有森林覆盖的复杂地形，通过阅读大量的与陆面模式相关的文献，在对陆面模

3、式的发展历史做了一个详尽的回顾之后，将其中的方程式提取出来，经过筛选，得出一系列最符合复杂地形实际情况的方程式来表示各个陆面过程。陆面模式的发展历史，大致可以分为三个阶段。第一个阶段的陆面模式，是以1969年Manabe创建的水桶模型(Bucketmodel)为代表的，在这个陆面模式中，土壤被设定为具有固定的土壤水容量。模型中的“水桶”被降水填满，但又通过蒸发来消耗所得水分，超过土壤含水量的部分全部被视为径流。但相对于实际情况来讲，第一代陆面模式过于粗糙，没有涉及到对于植被和地下水的处理。尽管如此，第一代陆面模式在陆面模式的发展历程

4、中依然有举足轻重的作用。第二个阶段的陆面模式是在1978年，Deardorff提出了土壤．植被．大气传输模式(SVAT)的基础上发展起来的。在第二代陆面模式中，植被被作为一个很重要的组成部分考虑了进去。与第一代陆面模式相比，第二代陆面模式考虑到了热量，水，动量交换以及植被的作用，同时还考虑到了雪盖模式下的陆面与普通气候条件下的陆面的不同。当然它也还是存在一些问题。在Dickinson于二十世纪八十年代创立的生物圈大气传输模式(BATS)qb，土壤被进行了更加详细的划分，叶面积指数(LAI)也被作为一个重要的物理参数引入进来计算透过植

5、被冠层的入射光的衰减量。需要指出的是，在这个模式中，依旧没有考虑到地下水，但是它将植被考虑进去已经是一个重大的进步。另一个二代模式的代表就是由Sellers创立的简单生物圈模式(SiB)。简单生物圈模式的创建理念就在于它从植被自身的生物物理过程出发来模拟植被，因为植被模拟在对入射光吸收的参数化过程中起到了非常积极的作用。简单生物圈模型同生物圈大气传输模式一样也是对土壤进行了详细的分层并分别计算各个过程。简单生物圈模式的缺点在于，对雪层厚度的预测是非常粗糙的，并且没有考虑到降雪温度处理。经过前两代模式的发展，针对近地面层的大气，植被和

6、土壤的物理及生物物理过程以及基本完善，因此，将近地面层的碳循环作为一个新的研究重点的第三代陆面模式诞生了。第三代陆面模式不仅考虑到了植被的光合作用，而且模拟了陆面碳循环过程。在这一代模式中同时涉及到了太阳入射同光合作用之间的关系，而光合作用的强弱会对碳循环造成一定的影响。在第三代陆面模式中涉及到了多学科的综合，尤其是植被的生物以森林覆盖的复杂地形为研究对象的陆面模式化学过程，因此，第三代陆面模式具有最广泛的应用范围。第三代陆面模式的代表类型分别由陆面模式(LSM)，第二代简单生物圈模型(SiB2)以及大气植被相互作用模式(AVIM)

7、。对已有的陆面模式进行系统的、详尽的归类和整理有助于更好地理解陆面模式的发展历程及未来的前进空间。通过大量文献的阅读，在这篇论文中，不仅回顾了各代模型的优缺点，更是从结构的角度出发解析了三代模型的相同与不同点。在将来的陆面模式的发展过程中，我们还需要注意以下几个方面的问题。最初的三种简单的陆面模式(Bucket，BATS和SiB)都是一维模式(在竖直方向上)。在将来的陆面模式的建立过程中，我们可以在小尺度的陆面模式的研究中考虑到水平方向上的各种物质及能量交换。而且在以往的陆面模式的研究过程中，基本上对地形的设计都是在相对平坦的地形条

8、件下进行的，因此在将来的陆面模式发展过程中，我们更需要侧重研究针对各种复杂地形的热量及能量交换。在复杂地表条件下，由于山地结构造成的遮蔽，阴影等会对入射光的吸收产生不同的影响，故而也可以从入射光的分布的不同这一点着手进行陆面模式的研究