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地表非均匀性对区域平均水分通量参数化的影响 被引量：7
1
作者 刘晶淼 丁裕国 +1 位作者 周秀骥 汪方 《测绘科技动态》 CSCD 2003年第6期712-717,共6页
次网格尺度地表非均匀性对于网格区平均通量具有重要影响。若将网格区视为均一地表 ,并不能真实描述地 气通量交换过程 ,且可造成很大误差。文中从理论上证明 ,区域平均水分通量的变化率可分解为两部分 :第一部分为区域水分通量的算术... 次网格尺度地表非均匀性对于网格区平均通量具有重要影响。若将网格区视为均一地表 ,并不能真实描述地 气通量交换过程 ,且可造成很大误差。文中从理论上证明 ,区域平均水分通量的变化率可分解为两部分 :第一部分为区域水分通量的算术平均变化率 ;第二部分为非均匀性所引起的水分通量变化率扰动 ,它与区域内土壤水分空间分布的变差系数有关。数值试验表明 ,地表土壤水分的水平空间变差系数集中反映了区域内土壤水分分布的非均匀程度 ,不同土壤对同样的非均匀程度其敏感性是不同的。变差系数愈大 ,非均匀性愈强 ,在相同的土壤水分平均值下 ,不同土壤类型对地表非均匀程度的敏感性并不相同。例如沙土和粘土受非均匀性的影响就可相差数十倍。 展开更多
关键词 地表非均匀性 区域水分通量 变化率 变差系数 土壤类型 沙土 粘土 地-气通量输送 次网格尺度地表 土壤分析
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地表热力非均匀性对近地层相似理论适用性影响的大涡模拟 被引量：1
2
作者 黄慧珊 刘少锋 刘锐 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2022年第4期480-494,共15页
利用非均匀地表加热的大涡模拟试验,研究了不稳定条件下地表热力非均匀性对近地层相似理论适用性的影响。结果发现,边界层的平均廓线基本不受地表热力非均匀性的影响。进一步分析发现,较大尺度的地表非均匀加热可以激发出有组织的大尺... 利用非均匀地表加热的大涡模拟试验,研究了不稳定条件下地表热力非均匀性对近地层相似理论适用性的影响。结果发现,边界层的平均廓线基本不受地表热力非均匀性的影响。进一步分析发现,较大尺度的地表非均匀加热可以激发出有组织的大尺度次级环流,冷暖斑块的通量直到边界层上部才混合均匀;而当地表非均匀尺度较小时,次级环流难以形成有组织的结构,冷暖斑块的通量很快就可以混合均匀。然而,不管是哪种尺度的非均匀地表,非均匀斑块间的平流都对各斑块近地层结构产生重要影响,进而斑块近地层通量—梯度关系与相似理论产生偏差,其中风速梯度关系的偏差更为明显。最后,对目前大气模式中常用的基于相似理论的次网格非均匀地表通量参数化方法——Mosaic方法提出了改进思路。 展开更多
关键词 地表非均匀性 相似理论 通量—梯度关系 大涡模拟 地表通量参数化
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夏季风过渡区下垫面非均匀性对一次暴雨影响的数值模拟 被引量：1
3
作者 任余龙 张铁军 +1 位作者 柳媛普 吴晶 《干旱气象》 2020年第5期755-763,共9页
下垫面性质非均匀性造成的陆气能量通量差异是影响局地强降水发生的重要原因。中国夏季风过渡区植被过渡快、性质差异大,非均匀性强,是极端降水多发区。为了探究该区域下垫面非均匀性对强降水的影响,在统计分析下垫面特征基础上,对2017... 下垫面性质非均匀性造成的陆气能量通量差异是影响局地强降水发生的重要原因。中国夏季风过渡区植被过渡快、性质差异大,非均匀性强,是极端降水多发区。为了探究该区域下垫面非均匀性对强降水的影响,在统计分析下垫面特征基础上,对2017年8月28—29日受西太平洋副热带高压西南暖湿气流和中高纬南下冷空气共同影响下的典型暴雨过程,利用中尺度模式WRF3.8及NCAR-LSM陆面模型,设计敏感试验,探讨下垫面种类变化对暴雨强度、落区及通量参数的影响。结果表明:该区域分布着3~6种下垫面,青海东部到甘肃中部下垫面种类相对单一,非均匀性弱,而西北地区东南部、四川北部下垫面种类多在6种以上,非均匀性强。模式单一格点中代表性下垫面类型对陆气通量贡献率不足50%,表明仅用单一下垫面计算陆气通量不适宜。随着模式格点中下垫面种类的增加,不同量级的降水区面积与实况更加接近,且主雨带网格内陆面特征物理量的非均匀性增强。相比于控制试验,两组敏感试验模拟的浅层地表温度、地表热通量、感热通量、潜热通量等在白天均有所减弱,一定程度上消弱了因未考虑下垫面非均匀性而导致的陆面特征物理量误差偏大的现象,从而减小了对流有效位能,抑制对流性降水的产生,一定程度上降低了降水的正偏差。 展开更多
关键词 陆面过程 地表非均匀性 数值模拟 暴雨 夏季风过渡区
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降水气候强迫下非均匀地表区域平均径流的一种参数化方案
4
作者 刘晶淼 丁裕国 +1 位作者 周秀骥 李云 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期28-34,共7页
将任一中尺度区域的平均瞬间径流率考虑为区域平均降水量和地表土壤层水分渗透量的余项。根据降水量在地理空间上分布的实测资料拟合其空间概率密度函数(PDF),并结合土壤入渗物理过程的数学描述及其经验公式,精确估计出地表土壤渗透率... 将任一中尺度区域的平均瞬间径流率考虑为区域平均降水量和地表土壤层水分渗透量的余项。根据降水量在地理空间上分布的实测资料拟合其空间概率密度函数(PDF),并结合土壤入渗物理过程的数学描述及其经验公式,精确估计出地表土壤渗透率及其空间分布,由此建立区域地表径流率的统计-动力学估计方案。换言之,区域内地表产流率可视为区域平均降水量与区域平均的土壤下渗量之差值,而区域内土壤的平均下渗量又可分为非饱和区和饱和区两部分的下渗量来分别计算。就陆面水分循环的物理过程而言,地表入渗现象是在一定的下垫面特性基础上,由一定的水分供应源而形成的。根据大气降水向地表层输送水分的物理过程,在满足植被表层覆盖需水(截流水)和地表层土壤入渗水基础上,多余的降水量才会形成地表径流。因此,推求地表产流率的主要关键在于地表土壤层需水量。为此本文根据土壤水分通量方程推导出水分入渗公式。又从描述土壤水分和降水的空间PDF出发,推导出非均匀土壤含水量及降水气候强迫所形成的次网格尺度区域平均径流率计算公式。利用长江三角洲地区1996年降水量和土壤特性等实测资料建立区域平均地表径流率的估计公式,并对其影响因素进行敏感性试验。结果表明,该方法与用Mosaic方法计算的区域径流率(或产流率)结果十分接近。由此可见,该文提出的降水气候强迫下非均匀地表区域平均径流的这种统计-动力参数化方案,具有相当的可靠性与可行性。 展开更多
关键词 区域平均径流 地表非均匀性 概率密度函数 大气降水强迫
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