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绿洲区域气候效应的数值模拟被引量：1: 2008年; 在改进的土壤植被大气模式(MSPAS)的基础上,引入一个有效的大气辐射传输方案,建立了一个能在物理上真实地描述陆气相互作用及其反馈机制的二维模式(MLAIM)。利用HEIFE实验的观测资料,对改进了土壤水分传输、近地面层湍流输送以及植被物理过程参数化方案后的MLAIM进行了检验。结果表明,MLAIM能够合理地模拟陆气相互作用中的各种物理过程,能够有效地模拟绿洲与沙漠的地表能量收支情况。因此利用MLAIM对绿洲的气候效应进行了研究,分析了绿洲"冷岛效应"与"湿岛效应"的形成机理,并且着重研究了绿洲对其周围沙漠的影响。结果表明,绿洲对沙漠的水汽输送是影响沙漠地表能量收支以及绿洲周边区域气候的最重要的因子。; 潘英刘树华; 关键词：陆气相互作用绿洲

不同生态系统CO_2通量和浓度特征分析研究被引量：19: 2006年; 本文利用1993～1994年日本国家农业环境研究所与中国科学院沙漠研究所合作在内蒙古奈曼地区实测的7种不同生态系统（沙丘、轻度放牧草原、中度放牧草原、重度放牧草原、无放牧草原、玉米田和大豆田）的净辐射、土壤热通量、两个高度的CO2浓度、温度、湿度和风速等资料，采用空气动力学方法，计算了CO2通量及其与环境和人为干扰因子的关系，并分析了不同下垫面的光合作用特征．结果表明：各种下垫面CO2通量的共同特点是：在白天，CO2通量和梯度的输送方向是从大气向植被，在中午（11-13时）输送达到负的最大值；在夜间，CO2通量和梯度输送方向与白天相反，是从植被向大气，在早晨（3～5时）达到正的最大值．植被覆盖率及生物量不同的下垫面光合作用强度有明显差异，天气状况对光合作用也有一定影响．; 李婧刘树华茅宇豪张称意刘立超梁福明辛国君王建华; 关键词：不同放牧强度

沙漠绿洲地区夏季地表能量收支的数值模拟被引量：11: 2009年; 本文在MSPAS(Modified Soil-Plant-Atmosphere Scheme)的基础上,引入了一个有效的晴天大气辐射传输方案,建立了一个能在物理上真实地模拟陆气相互作用及其反馈机制的二维模式MLAIM(Modified LandAtmosphere Interaction Model).本文利用HEIFE实验的观测资料对MIAIM的模拟结果进行了检验,对其中不合理的部分进行了分析,指出了在干旱半干旱区陆面过程参数修正的必要性,对干旱半干旱区土壤水分传输以及大气近地面层湍流输送的参数化方案进行了改进.改进后的模式能够较好地模拟夏季连续晴天条件下沙漠的地表能量收支,因此,本文利用MIAIM研究了绿洲对其周围沙漠地表能量收支的影响,并对地表能量收支各分量之间的相互作用进行了分析.结果表明,绿洲向其下风向沙漠的水汽输送是导致其上下风向沙漠间地表能量收支差异的最重要的因子.; 刘树华潘英胡非刘和平梁福明辛国君王建华; 关键词：绿洲夏季陆气相互作用数值模拟

应用一改进的模式对北京夏季风、温和湿度场的模拟被引量：4: 2007年; 对北京大学的三维复杂地形中尺度数值模式进行了适当改进,引入第2代陆面过程模式的参数化方案,在计算地表能量水分收支时更加注重植被的影响,根据植物生态和土壤的地理分布特征确定陆面参数。结果表明,改进后的模式在模拟夏季北京气温场、风场、湿度场时都取得令人满意的效果。模拟结果可为了解北京地区区域气候的形成、污染物的扩散及城市规划提供参考和帮助。; 刘树华周彬; 关键词：数值模拟城市热岛温度场风场湿度场

Numerical simulations of land surface physical processes and land-atmosphere interactions over oasis-desert/Gobi region被引量：9: 2007年; A land-surface physical process model was coupled with a mesoscale atmospheric model. This cou- pled model was then used to simulate the interactions between land and the atmosphere, including surface temperature, net radiation, sensible heat flux and latent heat flux over a desert/Gobi with an oasis in northwestern semiarid regions in China. Comparisons between observations and simulations were made over the oasis and the desert/Gobi, respectively. Both cold island effect and wet island ef- fect, the so-called oasis effect, were observed and simulated. Lower temperature, higher specific hu- midity and weaker turbulent transfer were present over the oasis than the desert/Gobi. A subsidence occurred over the oasis, leading to a thermally-generated mesoscale circulation.; LIU ShuHuaLIU HePingHU YuZHANG ChengYiLIANG FuMingWANG JianHua; 关键词：OASIS INTERACTIONS OASIS

不同下垫面湍流通量计算方法的比较研究被引量：20: 2009年; 本文利用1990～1994年在中国内蒙古奈曼市半干旱地区沙丘和植被区下垫面观测的微气象数据,采用变分法、波文比能量平衡方法和空气动力学方法计算了7种下垫面(沙丘、草原、四种放牧强度的草地、玉米田)的湍流通量并进行了比较.结果表明:除沙丘和重度放牧草地外,三种方法计算的湍流通量在大多数时刻是比较一致的,相关性较高,能量闭合程度也较好.在用于计算植被相对茂盛下垫面的湍流通量时,变分法得到的结果更好一些.随着放牧强度的增大,地表生物量、覆盖率和植被高度相应减少,潜热和动量通量相应减小,而感热通量增大.草地等植被茂盛的下垫面能够增加垂直方向的动量输送,增加空气动力学粗糙度,减小风速,阻止地表沙粒的运动和沙丘的起伏,对防止沙漠化能起到较大作用.; 刘树华茅宇豪胡非张称意刘立超梁福明辛国君王建华; 关键词：变分法不同下垫面湍流通量

沙漠绿洲陆面物理过程和地气相互作用数值模拟被引量：16: 2006年; 利用一个已发展的陆面物理过程参数化方案与大气边界层数值模式耦合,模拟了半干旱区沙漠绿洲非均匀下垫面的陆面物理过程及其与大气边界层的相互作用过程,成功地模拟了局地气候效应和地表温度、净辐射、感热和潜热通量特征并与实测资料进行了比较.给出“绿洲效应”这一自然现象的垂直剖面上更为清晰准确和细致的结构特征,结果表明:“绿洲效应”具有明显的“冷岛效应”和“湿岛效应”;它表现为在绿洲区域比戈壁沙漠区域环境温度低、湿度大、湍流动能输送弱,具有下沉气流而导致与周围戈壁沙漠区域产生水平输送环流.这些结果对于深入了解绿洲气候的形成和绿洲的维持机理具有重要的意义.; 刘树华刘和平胡予张称意梁福明王建华; 关键词：陆-气相互作用绿洲效应数值模拟

黑河地区近地面层辐射和温度的适用性模拟研究被引量：4: 2007年; 为了检验中尺度区域大气模式在中国高原复杂下垫面区域气候模拟中的适用性,文中采用该模式在40余种不同的初始参数条件下模拟了1991年6月20日至7月20日黑河区域的近地面辐射收支平衡和空气温度。并分析了中尺度区域大气模式应用于中国西北部大起伏地形和高原地区复杂下垫面(HEIFE)的模拟能力。结果表明,在仅使用NCEP再分析资料、探空资料和常规地面观测资料(RAMS标准输入),而不根据当地特征调整区域大气模式初始参数的情况下,对近地面层的辐射收支和空气温度具有一定的模拟能力,但可能引发较大的误差;特别是地面向上长波辐射通量和2 m空气温度,其模拟结果与实测结果相差甚远。只有合理地调整模式的初始参数,主要是初始土壤层的温度和湿度,才能得到与实测资料符合良好的结果;而要进一步地模拟出这些物理量在复杂天气情况下的细致变化,则需要把土壤深度扩大到4 m左右,并使用较为可靠的数据初始化垂直非均匀的土壤湿度。; 刘树华蒋浩宇胡非张称意刘和平梁福明辛国君王建华; 关键词：HEIFE 土壤温度土壤湿度

不同下垫面空气动力学参数的研究被引量：21: 2006年; 文中利用中国科学院沙漠研究所与日本国家农业环境技术研究所合作于1990—1994年在中国内蒙古自治区奈曼市半干旱地区沙丘和植被区下垫面观测的微气象数据,根据Monin-Obukhov相似性理论,计算了重度干扰草原、中度干扰草原、轻度干扰草原、无干扰草原、沙丘、沙丘内地、草地、稻田、小麦田、大豆田和玉米田11种下垫面的空气动力学参数粗糙度长度z0,零平面位移d,摩擦速度u*,并分析了它们与水平风速u和Richardson数的关系,比较了不同人为干扰草原生态系统条件下的空气动力学特征。结果表明:地表生物量和覆盖率随着人为干扰强度的增加而减少。不同人为干扰下垫面的粗糙长度与生物量和植被高度以及地表起伏程度有着密切关系;Richardson数也是其影响因子。风速、粗糙度都与摩擦速度成正相关,但对于不同下垫面有所不同,从中可以看到草地对沙漠化有一定的防治作用。同一种下垫面不同时期的空气动力学参数也存在差异。这些结果对建立陆面过程和区域气候模式具有重要的意义。; 茅宇豪刘树华李婧; 关键词：不同下垫面

区域大气模式中陆面子模式起转过程的研究被引量：2: 2008年; 模式的起转过程(spin-up)是指在非平衡初值或扰动的条件下,模式进行调整而达到平衡态的过程。以黑河实验(HEIFE)1991年6月20日到7月20日张掖站观测的地表能量通量和土壤温度资料为基础,用大量数值实验研究了RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)陆面子模式起转过程所需的时间范围。数值实验中,为细致考虑土壤初始参数对此过程的影响,共设计了40余组不同的初始土壤水、热参数。通过模拟结果分析,把RAMS陆面模式起转过程的表现归纳为4大类,并说明了这个过程的持续时间可能因为土壤初始参数的不同而产生较大的差异,其范围可能为数小时至一周以上。在判断RAMS模拟地表、低空物理量时,土壤含水量是判断模式是否达到平衡态的重要因子。; 刘树华蒋浩宇胡非张称意刘和平梁福明辛国君王建华; 关键词：HEIFE RAMS 陆面模式平衡态

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国家教育部博士点基金(20050001030)

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机构

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