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土壤水文特征对陆面过程影响的研究

作 者: 李佳
导 师: 刘晶淼
学 校: 中国气象科学研究院
专 业: 大气物理学与大气环境
关键词: 土壤水力模式 土壤湿度 陆面过程模式 耦合模式 反射率
分类号: S152
类 型: 硕士论文
年 份: 2003年
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内容摘要


本文选择了四个不同的土壤水力模式,即Brooks-Corey(BC)模式、Broadbirdge-White(BW)模式、Clapp-Hornberger(CH)模式和van-Genuchten(vG)模式,对它们各自的特性进行了比较研究。利用SSiB模式研究了不同的土壤水力模式对陆面过程模式模拟结果的影响。利用SSiB/MM5耦合模式研究了在陆面过程模式中土壤水力传导率等计算上的差异对大气模式模拟结果的可能影响。本文中还研究了土壤湿度和土壤反射率之间的关系,并讨论了在陆面过程模式中考虑反射率随土壤湿度变化对模式模拟结果的影响。 研究结果表明:不同的土壤水力模式对土壤水力传导率和土壤水势的计算结果是有差异的,而这种差异会影响陆面模式中土壤湿度的模拟。在SSiB模式中利用BC、CH和vG三个土壤水力模式模拟的土壤湿度与观测结果比较吻合,利用BW模式得到的土壤湿度模拟值比实测值小。在SSiB模式中采用不同的土壤水力模式所引起的土壤湿度模拟结果的差异会对陆面过程模式模拟的感热、潜热和地表热通量等物理量产生影响。利用SSiB/MM5耦合模式所做的模拟试验表明,改进大气模式中的陆面过程参数化方案(将SSiB模式与MM5模式耦合)可以改善中尺度模式对短期降水的模拟能力。但在利用SSiB/MM5耦合模式模拟短期降水时,改变SSiB中的土壤水力模式对模拟结果的影响不明显。 在陆面过程模式中考虑反射率与土壤湿度的关系是重要的,特别是在土壤相对干燥的条件下,土壤湿度会通过影响反射率,进而对地表热平衡的各物理量产生不可忽略的影响。试验表明,考虑土壤湿度对反射率的影响会改善SSiB的模拟结果。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章 引言  8-14
  1.1 陆面过程研究进展  8-9
  1.2 陆面过程中的土壤水文模拟  9-12
  1.3 本文研究的内容和意义  12-14
第二章 模式介绍及资料、参数  14-21
  2.1 土壤水力模式  14-17
    2.1.1 Brooks-Corey(BC)模式  15
    2.1.2 Clapp-Hornberger(CH)模式  15
    2.1.3 Broadbridge-White(BW)模式  15-16
    2.1.4 van-Genuchten(vG)模式  16
    2.1.5 不同土壤水力模式比较  16-17
  2.2 SSiB模式介绍  17-19
    2.2.1 SSiB模式  17-18
    2.2.2 有关方程  18-19
  2.3 资料、参数  19-21
    2.3.1 资料  19-20
    2.3.2 参数  20-21
第三章 不同土壤水力模式对SSiB模式的影响  21-29
  3.1 西藏改则土壤水文模拟结果比较  21-24
    3.1.1 四月  22
    3.1.2 七月  22-23
    3.1.3 十月  23-24
  3.2 安徽肥西六月土壤水文模拟结果分析  24-25
  3.3 土壤水力模式对陆面模式模拟结果的影响  25-27
  3.4 小结  27-29
第四章 土壤湿度对土壤反射率及陆面模式模拟结果的影响  29-38
  4.1 土壤反射率与土壤湿度的关系  29-34
    4.1.1 土壤反射率与土壤湿度  29-31
    4.1.2 经验关系式的确定  31-33
    4.1.3 与CLM土壤反射率计算结果的比较  33-34
  4.2 SSiB敏感性试验  34-35
    4.2.1 敏感性试验设计  34
    4.2.2 试验结果比较  34-35
  4.3 小结  35-38
第五章 土壤水力模式在SSiB/MM5耦合模式中的比较  38-46
  5.1 SSiB与MM5的耦合  38-40
    5.1.1 MM5模式简介  39-40
    5.1.2 SSiB/MM5耦合模式  40
  5.2 1998.6.8华南暴雨个例模拟分析  40-44
    5.2.1 天气实况  40-41
    5.2.2 模式资料和处理  41
    5.2.3 模式参数的选取  41
    5.2.4 模拟结果和分析  41-44
  5.3 小结  44-46
第六章 总结  46-49
致谢  49-50
参考文献  50-56
附录  56-77
个人简历  77

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤物理学
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