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陆面水体与大气之间的热传输研究被引量：12: 2008年; 在一维涡扩散模型的基础上,发展了考虑有四季冻融相变过程和因异重层结产生垂向对流混合过程的水体(如湖泊、湿地)与大气之间的水-热传输模型.模型采用焓代替温度作为预报变量,既方便了处理水的冻融相变问题,也提供了有效的计算求解方法.利用以色列Kinneret湖和美国Montana州的Lower Two Medicine湖的观测资料,对模型的性能和引入对流混合合理性进行了验证,说明了本水体-大气热传输模型是能刻画湖泊、湿地等水体与大气间重要的水、热量输运物理过程.通过相同气象条件下不同深度的湖泊和湿地蒸发潜热的对比,得出湿地蒸发大于浅湖和深湖蒸发,这符合实际观测的结果.; 孙菽芬颜金凤夏南李倩

陆面网格尺度变换时植被类型处理方法的探讨被引量：1: 2008年; 针对陆面模式与大气模式耦合,对比分析了模式网格点上多种植被并存和单一植被两种情况下的计算结果,同时给出了网格元上地表有效温度、地表有效感热和潜热通量等的计算方案。试验使用SSiB陆面模式并以HAPEX-MOBILHY资料作为气象强迫场。试验结果表明:如果将网格元上多种植被类型归类成同一种植被类型,模式对有效地表温度、感热和潜热通量等的计算结果与考虑多种植被类型的结果有很大差异。根据实际情况,HAPEX-MOBILHY试验区40%为森林,60%为混合农业区,如果根据一般的植被类型归类法,将该试验区全部看作草地,其积分结果与将该试验区看作40%为落叶针叶林和60%为草地的积分结果也存在一定的差别;虽然有些植被类型在网格元上所占的覆盖面积较小,但它却对网格元上地表通量的计算有较大的贡献。该研究对今后陆面模式耦合工作有一定的指导意义。; 张正秋孙菽芬; 关键词：陆面模式植被类型

可用于陆面过程模型的地形指数水文模型中简化参数化方案的研究被引量：1: 2010年; 在全球气候系统模型中,陆面水文过程对提高模拟精度有显著作用。土壤水分空间非均匀分布对于蒸发和径流的计算以及能量在潜热和感热之间的分配具有重要的影响,但现有的多数陆面过程模式未能考虑土壤水分水平非均匀性的影响。地形指数模型以其较好的物理基础、参数少、计算量小,且能考虑地形变化对土壤水分非均匀分布影响等优点,使其有潜力模拟陆面过程中水分过程分布非均匀二维特性。目前地形指数水文模型已被推荐应用于陆面过程模式(Land surface models,LSMs)中以改进对陆面水文过程的模拟能力。在地形指数模型中,数据的空间分辨率、河道的起始临界值、非饱和区域的分区和空间各点的坡度等因子不同的确定,都能对模拟结果产生重要影响,对它们如何合理地给定,既不降低模型精度,又能省时、省资源是十分重要的。本研究通过大量的敏感性模拟试验,较系统地探讨上述参数不同的确定方案对流域水量平衡模拟结果的影响。主要结论有:(1)将流域按地形指数值大小分为16块与仅区分饱和区与非饱和区或仅区分饱和区、较湿润区和较干区3块模拟结果相差不大,因此将地形指数模型应用于陆面模式时仅区分饱和区与非饱和区或区分饱和区、较湿润区和较干区3块这种简化方案也许是一种可行的选择;(2)不考虑坡度会扭曲水量平衡各要素的计算,用一个平均坡度替代实际坡度的办法就会有比较接近了实际坡度的结果。因此,LSM模型中一维均匀的网格做法应该改进,但太细致的坡度取法也许没必要。以上结论可为今后发展用于陆面模式的大尺度水文模型提供依据。; 邓慧平孙菽芬李倩

通用的土壤水热传输耦合模型的发展和改进研究被引量：30: 2007年; 一个既真实又简化、且适用于湿润与干旱、冻土与非冻土和均质与非均质多种情景下的通用土壤水热传输耦合模式对于陆面过程的模型发展研究至关重要.研究首先通过量级估计和模型数值模拟结果的分析,发展了简化且精度较好的土壤水热传输耦合统一模型.为了克服该模型计算过程中由于需预估冰水相变速率项产生的误差造成的不确定性,进一步对该简化的统一土壤模式进行变量变换,以土壤总焓和土壤水总质量替代温度和体积含水量作为方程预报量,建立了新的通用土壤模型统一体系,并设计了一套行之有效、省时的数值计算方案.此模型既可用于一般情况下的裸土,也可用于较为难处理的非均质土、冻融土壤和干旱土壤等.与观测结果相比,改进后的统一土壤模型能很好地模拟出在湿润与干旱、冻土与非冻土和均质与非均质土壤中的水热传输过程.且由于它的简化,也适应当今陆面过程模式发展的需要.; 李倩孙菽芬

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国家自然科学基金(40575043)

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