全部 标题 作者
关键词 摘要

OALib Journal期刊
ISSN: 2333-9721
费用:99美元

查看量下载量

相关文章

更多...
高原气象  2015 

半干旱区典型下垫面反照率特征的初步分析

DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00071, PP. 1029-1040

Keywords: 半干旱区,下垫面,反照率,降水

Full-Text   Cite this paper   Add to My Lib

Abstract:

利用2008-2009年7-9月中国半干旱区9个通量观测站的通量和常规气象数据结合同期MODIS的EVI植被覆盖数据,分析了不同下垫面反照率的月、季特征及其与降水之间的关系,系统地探讨了特殊天气条件下各类下垫面的反照率日变化特征。结果表明:(1)按照季平均反照率的大小,各类下垫面排序依次为荒漠草地>高寒草甸>退化草地>农田;(2)除退化草地外,其余各类下垫面反照率的拟合结果均通过0.05显著性水平检验,高寒草甸的拟合好于荒漠草地、农林混交农田和东北农田,而荒漠草地和农林混交农田拟合效果相当;(3)在荒漠草地下垫面,夜雨不会对次日反照率的"U"型分布产生影响,存在潜热维持土壤湿度和感热加强蒸腾作用两种机制;(4)无雪盖高寒草甸的反照率主要受植被覆盖度和高原植被叶面特性的影响;退化草地下垫面在强降水日白天出现反照率"√"型分布,由于09:00(北京时,下同)11:00云量偏多、反照率偏高,15:00-17:00太阳高度角对反照率增大作用强于土壤湿度的减小作用,反照率缓慢回升造成的。低矮作物农田在雨日15:00-17:00反照率的骤升是植被覆盖度和太阳高度角相互作用所致,受浅层土壤含水量的影响不大。

References

[1]  史小康, 文军, 王磊, 等. AMSR-E 卫星亮度温度数据在高原东北部土壤湿度观测和模拟中的应用[J]. 高原气象, 2010, 29(3):545-553. 浏览
[2]  张强, 黄荣辉, 王胜, 等. 西北干旱区陆-气相互作用试验(NWC2ALIEX)及其研究进展[J]. 地球科学进展, 2005, 20(4):427-441.
[3]  张强, 胡向军, 王胜, 等. 黄土高原陆面过程试验研究(LOPEX)有关科学问题[J]. 地球科学进展, 2009, 24(4):363-371.
[4]  胡国权, 丁一汇. HUBEX试验期间不同地面的能量收支研究[J]. 气候与环境研究, 2001, 6(2):228-233.
[5]  闭建荣. 黄土高原半干旱区地表能量平衡的观测试验研究[D]. 兰州:兰州大学, 2008.
[6]  赵逸舟, 马耀明, 黄镇, 等. 利用TRMM/TMI 资料反演青藏高原中部土壤湿度[J]. 高原气象, 2007, 26(5):952-957.
[7]  陈渤黎, 吕世华, 罗斯琼. CLM3.5模式对青藏高原玛曲站陆面过程的数值模拟研究[J]. 高原气象, 2012, 31(6):1511-1522.
[8]  熊建胜, 张宇, 王少影, 等. CLM4.0土壤水分传输方案改进在青藏高原陆面过程模拟中的效应[J]. 高原气象, 2014, 33(2):323-336, doi:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00012.
[9]  Bonan G B. The land surface climatology of the NCAR land surface model coupled to the NCAR Community Climate Model[J]. J Climate, 1998, 11:1307-1326. 2.0.CO;2 target="_blank">
[10]  刘惠民, 邓慧平, 孙菽芬, 等. 陆面模式SSiB耦合TOPMODEL对流域水文模拟影响的数值试验[J]. 高原气象, 2013, 32(3):829-838, doi:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00076. 浏览
[11]  Xue Wei, Hahmann A N, Dickinson R E, et al. Comparison of albedos computed by land surface models and evaluation against remotely sensed data[J]. J Geophys Res, 2001, 106(D18):687-702.
[12]  Kalnay E, Kanamitsu M, Kistler R, et al. The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project[J]. Amer Meteor Soc, 1996, 77(3):437-471. 2.0.CO;2 target="_blank">
[13]  Berg A A, Famiglietti J S, Walker J P, et al. Impact of bias correction to reanalysis products on simulations of North American soil moisture and hydrological fluxes[J]. J Geophys Res, 2003,108(D16), 4490, doi:10.1029/2002JD003334.
[14]  Qian T T, Dai A G, Trenberth K E, et al. Simulation of global land surface conditions from 1948-2004. Part I:Forcing data and evaluation[J]. J Hydrometeor, 2006, 7(5):953-975.
[15]  Zhou L, Dickinson R E, Tian Y, et al. Comparison of seasonal and spatial variations of albedos from Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) and Common Land Model[J]. J Geophys Res, 2003, 108(D15):1-20.
[16]  Nijssen B, O'Donnell G M, Lettenmaier D P, et al. Predicting the discharge of global rivers[J]. J Climate, 2001, 14(15):3307-3323. 2.0.CO;2 target="_blank">
[17]  Baldocchi D, Falge E, Gu L, et al. FLUXNET:A new tool to study th e temporal and spatial variab ility of ecosystem scale carbon dioxide, water vapor, and energy flux den sities[J]. Bull Amer Meteor Soc, 2001, 82(11):2415-2434. 2.3.CO;2 target="_blank">
[18]  Maurer E P, Wood A W, Adam J C, et al. A long-term hydrologically based dataset of land surface fluxes and states for the conterminous United States[J]. J Climate, 2002, 15(22):3237-3251. 2.0.CO;2 target="_blank">
[19]  Koster R D, Suarez M J, Heiser M. Variance and predictability of precipitation at seasonal-to-interannual timescales[J]. J Hydrometeor, 2000, 1:26-46. 2.0.CO;2 target="_blank">
[20]  Yun Fan, Huug van den Dool. Climate Prediction Center global monthly soil moisture data set at 0.5 resolution for 1948 to present[J]. J Geophys Res, 2004, 109(D10), D10102, doi:10.1029/2003JD004345.
[21]  Chen M Y, Xie P P, Janowiak J E, et al. Global land precipitation:A 50-year monthly analysis based on gauge observations[J]. J Hydrometeor, 2002, 3(3):249-266. 2.0.CO;2 target="_blank">
[22]  Zhao Ming, Zeng Xinmin. A theoretical analysis on the local climate change induced by the change of landuse[J]. Adv Atmos Sci, 2002, 19(1):45-63.
[23]  Sheffield J, Ziegler A D, Wood E F, et al. Correction of the high-latitude rain day anomaly in the NCEP/NCAR reanalysis for land surface hydrological modeling[J]. J Climate, 2004, 17(19):3814-3828. 2.0.CO;2 target="_blank">
[24]  Ngo-Duc T, Polcher J, Laval K, et al. A 53-year forcing data set for land surface models[J]. J Geophys Res, 2005, 110(D6), D06116, doi:10.1029/2004JD005434.
[25]  Ma Zhuguo, Fu Congbin. Interannual characteristics of the surface hydrological variables over the arid and semi-arid areas of northern China[J]. Global and Planetary Change, 2003, 37:189-200.
[26]  周连童, 黄荣辉. 中国西北干旱、半干旱区感热的年代际变化特征及其与中国夏季降水的关系[J]. 大气科学, 2008, 32(6):1276-1288.
[27]  New M, Hulme M, Jones P. Representing twentieth century space time climate variability. Part I:Development of a 1961 90 mean monthly terrestrial climatology[J]. J Climate, 1999, 12(3):829-856. 2.0.CO;2 target="_blank">
[28]  Zhong Qiang, Wu Aisheng. On the relationship between planetary and surface albedo:Model's comparison and validation[J]. Acta Meteor Sini, 1995, 9(4):402-411.
[29]  罗哲贤. 中国地区气溶胶光学厚度特征及其辐射强迫和气候效应的数值模拟[D]. 北京:北京大学, 1986.
[30]  New M, Hulme M, Jones P. Representing twentieth century space-time climate variability. Part II:Development of 1901 96 monthly grids of terrestrial surface[J]. J Climate, 2000, 13(13):2217-2238. 2.0.CO;2 target="_blank">
[31]  Houser P R. Remote-sensing soil moisture using four-dimensional data assimilation[D]. Arizona:University of Arizona, 1996:1-391.
[32]  Zhang Q, Huang R H. Parameters of land-surface processes for Gobi in north-west China[J]. Bound-Layer Meteor, 2004, 110:471-478.
[33]  刘辉志, 涂钢, 董文杰. 半干旱区不同下垫面地表反照率变化特征[J]. 科学通报, 2008, 53(10):1220-1227.
[34]  涂钢, 刘辉志, 董文杰. 半干旱区不同下垫面近地层湍流通量特征分析[J]. 大气科学, 2009, 33(4):719-725.
[35]  孙俊, 胡泽勇, 荀学义, 等. 黑河中上游不同下垫面反照率特征及其影响因子分析[J]. 高原气象, 2011, 30(3):607-613. 浏览
[36]  孙昭萱, 张强. 河西走廊中部干旱区陆面水分和辐射特征研究[J]. 高原气象, 2010, 29(6):1423-1430. 浏览
[37]  王少影, 张宇, 吕世华, 等. 玛曲高寒草甸地表辐射与能量收支的季节变化[J]. 高原气象, 2012, 31(3):605-614. 浏览
[38]  张果, 周广胜. 稀疏植被地表反照率日变化对通量模拟效果的影响分析-以内蒙古荒漠草原感热和潜热通量为例[J]. 高原气象, 2012, 31(4):942-951. 浏览
[39]  何建军, 余哗, 陈晋北, 等. 植被覆盖度对兰州地区气象场影响的模拟研究[J]. 高原气象, 2012, 31(6):1611-1621. 浏览
[40]  刘寿东, 王秀丽, 王咏薇, 等. 北京密云地区辐射与能量平衡特征分析[J]. 高原气象, 2011, 30(4):996-1004. 浏览
[41]  冯超, 古松, 赵亮, 等. 青藏高原三江源区退化草地生态系统的地表反照率特征[J]. 高原气象, 2010, 29(1):70-77. 浏览
[42]  刘永强, 何清, 张宏升, 等. 塔克拉玛干沙漠腹地地气相互作用参数研究[J]. 高原气象, 2011, 30(5):1294-1299. 浏览
[43]  曾剑, 张强. 2008年夏季中国干旱-半干旱区陆面主要物理参数的平均特征[J]. 高原气象, 2012, 31(6):1539-1550. 浏览
[44]  Houser P R, Shuttleworth W J, Famiglietti J S, et al. Integration of soil moisture remote sensing and hydrologic modeling using data assimilation[J]. Water Resources, 1998, 34(12):3405-3420.
[45]  师春香, 谢正辉. 基于静止卫星观测的降水尺度转换[J]. 地理科学进展, 2008, 27(4):15-22.
[46]  刘瑞霞, 徐祥德, 刘玉洁. JICA综合观测与卫星数据在高原地区三维云和水汽场构建中的应用[J]. 高原气象, 2013, 32(6):1589-1596, doi:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00154. 浏览
[47]  Vickers D, Mahrt L. Quality control and flux sampling problems for tower and aircraft data[J]. J Atmos Oceanic Technol, 1997, 14:512-526. 2.0.CO;2 target="_blank">
[48]  王介民, 王维真, 奥银焕, 等. 复杂条件下湍流通量的观测与分析[J]. 地球科学进展, 2007, 22(8):791-797.
[49]  Stamens K, Tsay S C, Warren W, et al. Numerically stable algorithm for discrete ordin ate method radiative transfer in multiple scattering and emitting layered media[J]. Appl Opt, 1998, 27(12):2502-2509.
[50]  师春香. 基于 EnKF 算法的卫星遥感土壤湿度同化研究[D]. 北京:中国科学院大气物理研究所, 2008:1-182.
[51]  Huang J P, Zhang W, Zuo J Q, et al. An overview of the semi-arid climate and environment research observatory over the Loess Plateau[J]. Adv Atmos Sci, 2008, 25(6):906-921.
[52]  Monteith J L. Principles of Environmental Physics[M]. London:Edward Arnold, 1973.
[53]  季国良, 马晓燕, 邹基玲, 等. 黑河地区绿洲和沙漠地面辐射收支的若干特征[J]. 干旱气象, 2003, 21(3):29-33.
[54]  Oleson K W, Dai Y J, Bonan G, et al. Technical description of the Community Land Model (CLM)[Z]. NCAR/TN-461+STR. NCAR Technical Note, 2004.
[55]  Gu Song, Tang Yanhong, Cui Xiaoyong, et al. Energy exchange between the atmosphere and a meadow ecosystem on the Qinghai-Tibetan Plateau[J]. Agriculture and Forest Meteorology, 2005, 129:175-185.
[56]  王超, 韦志刚, 高晓清, 等. 夏季敦煌稀疏植被下垫面物质和能量交换的观测研究[J]. 高原气象, 2012, 31(3):622-628. 浏览
[57]  Dickinson R E, Oleson K W, Bonan G, et al. The community land model and its climate statistics as a component of the community climate system model[J]. J Climate, 2006, 19(11):2302-2324.
[58]  陈继伟, 左洪超, 王颖, 等. 西北干旱区不同下垫面反照率随太阳高度角变化的参数化方案[J]. 高原气象, 2014, 33(1):80-88, doi:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00168. 浏览
[59]  朱亚芬. 530年来中国东部旱涝分区及北方旱涝演变[J]. 地理学报, 2003, 58(7):100-107.
[60]  马柱国, 黄刚, 甘文强, 等. 近代中国北方干湿变化趋势的多时段特征[J]. 大气科学, 2005, 29(5):671-681.
[61]  Liu Huiqing, Huete A R. A feedback based modification of the NDVI to minimize canopy background and atmospheric noise[J]. IEEE Trans on Geoscience and Remote Sensing, 1995, 33:457-465.
[62]  王正兴, 刘闯, Huete A R. 植被指数研究进展:从AVHRR-NDVI 到MODIS-EVI[J]. 生态学报, 2003, 23(5):979-987.
[63]  张强, 王胜, 卫国安. 西北地区戈壁局地陆面物理参数的研究[J]. 地球物理学报, 2003, 46(5):616-623.
[64]  陈向红. 地面反射率与若干气象因子关系的初步分析[J]. 成都气象学院学报, 1999, 50(3):233-238.
[65]  邵明安, 王全九, 黄明斌. 土壤物理学[M]. 北京:高等教育出版社, 2006:164-165.
[66]  Ma Zhuguo, Dan Li, Hu Yuewen. The extreme dry/wet events in northern China during recent 100 years[J]. J Geograph Sci, 2004, 14(3):275-281.
[67]  孙丞虎, 李维京, 张祖强, 等. 淮河流域土壤湿度异常的时空分布特征及其与气候异常关系的初步分析[J]. 应用气象学报, 2005, 16(2):129-138.
[68]  Gu Song, Otsuki K, Amichika M K. Albedo characteristics of Tottori Sand Dune[J]. Agric Meteor, 2000, 56(3):217-225.
[69]  李德帅, 王金艳, 王式功, 等. 陇中黄土高原半干旱草地地表反照率的变化特征[J]. 高原气象, 2014, 33(1):89-96, doi:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00178. 浏览
[70]  蒋熹. 冰雪反照率研究进展[J]. 冰川冻土, 2006, 28(5):728-738.
[71]  徐兴奎, 田国良. 中国地表积雪动态分布及反照率的变化[J]. 遥感学报, 2000, 4(3):178-182.
[72]  何涛, 吴学明, 贾敏芬. 青藏高原高山植物的形态和解剖结构及其对环境的适应性研究进展[J]. 生态学报, 2007, 27(6):2574-2583.
[73]  高艳红, 刘伟, 冉有华, 等. 黑河流域植被覆盖度计算及其影响的中尺度模式[J]. 高原气象, 2007, 26(2):270-277.
[74]  王修信, 朱启疆, 陈声海, 等. 城市公园绿地水、热与CO2通量观测与分析[J]. 生态学报, 2007, 27(8):3232-3239.
[75]  Niu Guoyue, Yang Zongliang. Effects of frozen soil on snowmelt runoff and soil water storage at a continental scale[J]. J Hydrometeor, 2006, 7(5):937-952.
[76]  李英年, 赵新全, 曹广民, 等. 海北高寒草甸地区太阳总辐射、植被反射辐射的有关特征[J]. 草地学报, 2002, 10(1):33-39.

Full-Text

Contact Us

service@oalib.com

QQ:3279437679

WhatsApp +8615387084133