中国地区土壤湿度记忆性及其与降水特征变化的关系

作     者：赵家臻 王爱慧 王会军 ZHAO Jiazhen;WANG Aihui;and WANG Huijun

作者机构：南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室南京210044 中国科学院大气物理研究所竺可桢—南森国际研究中心北京100029 中国科学院气候变化研究中心北京100029 

出 版 物：《大气科学》 (Chinese Journal of Atmospheric Sciences)

年 卷 期：2021年第45卷第4期

页      面：799-818页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0706[理学-大气科学] 0816[工学-测绘科学与技术] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金41875106。 

主　　题：土壤湿度 记忆性 降水频率 降水强度 近地表气温 

摘      要：本文首先利用中国气象局国家气象信息中心提供的中国732个站点观测的土壤体积含水量,评估了CLM4.5(Community Land Model version 4.5)在CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)近地面大气数据驱动下模拟的逐月土壤湿度(记为CLM4.5-CFSR),然后基于CLM4.5-CFSR比较了皮尔逊相关法和自相关法计算得到的1980~2009年中国地区土壤湿度记忆性的区域及季节分布特征,量化了土壤湿度的记忆能力,研究了降水频率、降水强度和近地表气温分别对土壤湿度记忆性的影响。结果表明:CLM4.5-CFSR能较好地反映出大部分地区月时间尺度上土壤湿度的变化特征。两种方法描述的土壤湿度记忆性的空间分布特征相似,但季节特征不同。不同深度土壤湿度的记忆时长相差不大,在0.85~2.2个月不等,其中内蒙古东北部较大,新疆西南部较小。春季,较湿的土壤记忆性也较强。当降水频率较低时,其对蒸发速率较大的地区土壤湿度的记忆性影响很小,当降水强度较大时,它会迅速补充土壤散失的水分,破坏初始时刻土壤的干湿状态,引起其记忆性减弱。近地表气温变化主要通过影响土壤的蒸发过程减弱土壤湿度的记忆性。未来可利用气候模式开展数值敏感性试验对本文得到的结论进行机理研究,为进一步提高季节和季节内尺度的降水预报提供依据。