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《干旱区不同下垫面能量分配机理及对微气候反馈》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、物理学报ActaPhys.Sin.Vol.64,No.5(2015)059201干旱区不同下垫面能量分配机理及对微气候反馈的研究李宏宇1)y符淙斌1)郭维栋1)马芳2)1)(南京大学大气科学学院,气候与全球变化研究院,南京210093)2)(国家发展和改革委员会国际合作中心规划设计研究院,环境研究所,北京100045)(2014年7月19日收到;2014年10月14日收到修改稿)本文利用位于美国新墨西哥州距离接近并且天气背景相同的四种下垫面(沙漠草原、稀疏灌木林、稀树草原和浓密灌木林)站点的通量观测资料,探讨了几种典型干旱下垫面的能量分配差异,并分析了其
2、对微气候的反馈机理.结果表明,四种下垫面叶面积指数和粗糙度在由沙漠草原指向浓密灌木林的梯度方向上呈现增加的趋势,低覆盖度下垫面表现出更强的湍流输送阻力.总体来看,高覆盖度下垫面的净辐射、感热和潜热相对更高,尤其在生长季更明显.利用Penman-Monteith公式以及净辐射结合波文比两种方法诊断了在不同下垫面更替中湍流通量各影响因子的贡献.随着植被覆盖程度的提高,净辐射的变化对感热和潜热的变化起着决定作用,且为正贡献;地表阻抗和空气动力学阻抗变化引起的贡献相反.此外,沙漠草原和稀疏灌木林的地表温度和气温均高于浓密灌木林,主要源于稀疏植被增大的空气动力学阻抗
3、和波文比引起的增温贡献,同时抵消了净辐射减小引起的降温效应,表明在相同气候和天气背景下,不同下垫面的陆面过程确实会对近地层微气候有明显的反馈作用.关键词:不同下垫面,能量分配,微气候,反馈作用PACS:92.60.Kc,92.70.BcDOI:10.7498/aps.64.059201来的千年尺度还是一个世纪以来的年代际尺度上,在不同的气候区,土地利用和覆盖在多种空间尺度1引言上均发生了显著的改变.在热带地区,森林遭到人为大面积砍伐,并开垦为农田[3];温带地区,由于人自人类诞生以来,直接和间接的人为活动从不同的方面改变土地利用和覆盖格局[1],尤其是工业
4、类密集的农业活动使大面积的森林和草原转化为革命以来,人口的爆发式增长使土地利用和覆盖变农田,城市化进程进一步使农田或自然植被下垫面化(LUCC)超过了历史上任何时期.在1992年,国转变为城市,荒漠在全球变暖和干旱化的大背景下际地圈生物圈计划(IGBP)和国际全球环境变化人不断扩张;在寒带地区,多年生长的森林由于火灾、为因素变化(IHDP)将LUCC及其与全球气候和环虫灾和砍伐面积锐减并退变为草原或农田等低覆盖下垫面[4;5].境变化的相互作用作为主要议题之一.卫星遥感和混合像元分解技术等的发展和应用,为土地利用和第五次IPCC评估报告指出除了温室气体和覆
5、盖高精度分辨图打下了基础.科学家还根据化人为气溶胶的排放,LUCC及其后续影响也是气候石、树木年轮和历史文献等过去历史资料推断过去系统最重要的强迫因子之一[6].LUCC会改变植被气候以及相关的植被覆盖变化[2].无论人类诞生以覆盖、地表粗糙和反照率等生态和陆面过程因子,国家重点基础研究发展规划(批准号:2011CB952002)资助的课题.†通信作者.E-mail:aridlhy@163.com©2015中国物理学会ChinesePhysicalSocietyhttp://wulixb.iphy.ac.cn059201-1物理学报ActaPhys.Si
6、n.Vol.64,No.5(2015)059201进而对气候系统产生辐射强迫并引起地表能量和不足,并且一些研究认为中纬度森林向农田的转物质分配的变化,一定程度上改变大气环流和区域变会导致气温下降,与Kalnay和Cai的结论相反.气候尤其会影响降水和温度场.LUCC对局地和区由此来看,气候模式和观测减去再分析(OMR)在域气候的影响研究方法主要有三种:气候模式模LUCC的研究上都存在着一些的不足,甚至争议,拟、观测资料与再分析资料对比分析以及通量站因此,LUCC的气候效应仍旧需要机理上的深入认观测分析.全球或区域气候模式通过改变内置陆识和实际观测资料的佐证
7、.面模块中的植被覆盖类型对比改变前后大气环流随着全球众多陆面观测站的建立,全球通量网和降水气温等气候因子的变化,以了解LUCC的气Fluxnet已经成为研究陆面过程的重要工具[15],实候效应及影响机理.气候模式研究[7]表明,大范围测通量资料能够验证气候模式结果,也是发展内潜在植被(森林)变为现代用地(农田),会减弱区域置陆面模式,改进陆面参数化方案的标准和依据,蒸散发,或改变大气环流场,引起降水减小甚至引对陆面和气候模式的改进有积极影响.另外,不发干旱.以亚马逊地区为例,大面积森林砍伐减小同下垫面的对比研究还可以从空间变化的角度反了该地区土壤植被根系和
8、叶面积指数,在旱季对大映土地利用和覆盖时间变化引起的气候效应,从气
