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非均匀地表类型有效粗糙度的计算和特征分析

Advances in Atmospheric Sciences 2003年第1期20卷 71-76页

作者：钟中赵鸣苏炳凯汤剑平 Eco-Environmental Research Center Institute of MeteorologyPLA University of Sciences and Engineering Nanjing 211101Department of Atmospheric Sciences Nanjing University Nanjing 210093 Department of Atmospheric Sciences Nanjing University Nanjing 210093

利用湍流通量相等原理和ECMWF的总体湍流输送系数参数化方案,研究了气候数值模式中非均匀地表类型的有效粗糙度计算问题。结果表明,当存在两种地表类型且粗糙变率为2.3时,有效粗糙度比通常采用的对数加权平均值大40％左右,相应的总体湍... 详细信息

利用湍流通量相等原理和ECMWF的总体湍流输送系数参数化方案,研究了气候数值模式中非均匀地表类型的有效粗糙度计算问题。结果表明,当存在两种地表类型且粗糙变率为2.3时,有效粗糙度比通常采用的对数加权平均值大40％左右,相应的总体湍流输送系数大16％左右,光滑地表类型和粗糙地表类型所占面积百分比分别为60％和40％时,有效粗糙度及相应的总体湍流输送系数和相应的对数加权平均值之差最大,并且有效粗糙度对大气层结不敏感,因而在气候模式中有实用价值。

关键词：非均匀地表有效粗糙度湍流通量相等原理气候数值模式大气层结

局地零平面位移对非均匀地表有效空气动力学参数的影响

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物理学报 2013年第14期62卷 234-239页

作者：钟时杨修群郭维栋南京大学大气科学学院南京210093

利用最新提出的非均匀地表有效空气动力学参数联合计算方案,研究了三种非均匀地表情况下局地零平面位移对有效粗糙度和有效零平面位移影响的统计特征.结果表明,局地零平面位移对有效粗糙度有增幅作用,随着局地零平面位移的增加,有效粗... 详细信息

利用最新提出的非均匀地表有效空气动力学参数联合计算方案,研究了三种非均匀地表情况下局地零平面位移对有效粗糙度和有效零平面位移影响的统计特征.结果表明,局地零平面位移对有效粗糙度有增幅作用,随着局地零平面位移的增加,有效粗糙度也相应增大,但局地零平面位移对有效粗糙度的增幅作用随地表粗糙变率增加而略有减小;有效零平面位移随局地零平面位移的增加而增加,但总小于线性加权平均值,且随着地表粗糙变率的增大,有效零平面位移却有所减小.

关键词：非均匀地表局地零平面位移有效粗糙度有效零平面位移

湿润气候区非均匀地表平均蒸散发率参数化方案研究

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水科学进展 2006年第2期17卷 252-258页

作者：刘晶淼丁裕国周秀骥汪方中国气象科学研究院北京100081 南京信息工程大学江苏南京210044

从水文过程的物理机制出发,提出湿润气候区平均蒸散发率的一种统计-动力参数化方案。将陆面蒸散发过程的复杂机制分解为地表层裸土及植被两种下垫面的土壤水分饱和区与非饱和区影响下的通量贡献。从理论上推导出考虑土壤含水量次网格尺... 详细信息

从水文过程的物理机制出发,提出湿润气候区平均蒸散发率的一种统计-动力参数化方案。将陆面蒸散发过程的复杂机制分解为地表层裸土及植被两种下垫面的土壤水分饱和区与非饱和区影响下的通量贡献。从理论上推导出考虑土壤含水量次网格尺度非均匀性的区域蒸散率解析表达式。根据湿润气候区土壤水分空间分布PDF的特点,给出适用于湿润气候区的平均蒸散发计算式。以长江三角洲为例进行的数值试验证明其合理性与可行性。

关键词：湿润气候区域平均蒸散发率参数化方案非均匀地表概率密度函数

非均匀地表条件下区域蒸发散量参数化方案研究

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非均匀地表条件下区域蒸发散量参数化方案研究

作者：汪方南京气象学院

学位级别：硕士

陆面水文过程是制约整个陆面过程及其陆～气相互作用的关键过程之一．然而，对于包括降水、径流、蒸发，土壤层储水等环节在内的整个陆面水分循环过程来说，地表物理和生态特征的非均匀性及其描述方法和陆面水文通量参数化问题，迄今仍... 详细信息

陆面水文过程是制约整个陆面过程及其陆～气相互作用的关键过程之一．然而，对于包括降水、径流、蒸发，土壤层储水等环节在内的整个陆面水分循环过程来说，地表物理和生态特征的非均匀性及其描述方法和陆面水文通量参数化问题，迄今仍然是困扰陆面过程模拟的挑战性难题之一。本文从陆面水文过程的物理机制出发，引进概率统计分布理论，推导出一种由非均匀土壤含水量次网格尺度空间变率所形成的非均匀蒸发散率解析表达式，从而将通常的次网格尺度地表蒸散率的参数化方案(mosaic方法)，改进为考虑网格区整体非均匀性的统计-动力参数化方案。该方案以区域内土壤水分在水平空间上分布的非均匀性和相对饱和区地表蒸发力为基础，在已知土壤水分水平空间分布律的概率密度函数(PDF)和饱和区地表蒸发力的前提下，实现区域平均蒸发散量的计算。为了证明土壤水分通量的非均匀性及其对区域蒸发的重要影响。首先从理论上推证出：由于土壤水分所存在的水平空间变率(非均匀分布，对网格区平均通量而言，可引发附加的量级与中尺度通量相当的非均匀扰动项。数值试验表明，这种因空间变率而引发的非均匀扰动项在估计区域平均通量时具有不可忽视的影响。其次，利用NOAA-AVHRR卫星遥感资料，借助于热惯量法和半经验半理论的土壤水分模型，反演了长江三角洲下垫面水分分布。并利用反演的土壤水分资料，拟合相应的概率密度函数(PDF)。结果表明，至少在夏半年(4-9月)，长江三角洲地区土壤水分空间分布服从β或Weibull分布，由此提出适用于湿润气候区的土壤水分PDF。为了更有效地计算非均匀地表蒸发力，对现行的K-B模式加以改进。试验表明，改进后的模式适用于湿润气候区的蒸发计算。用该模式对长江三角洲地区进行蒸发计算，与水热平衡法结果比较，具有较高可信度。基于本文所提出的适用于湿润气候区非均匀地表的区域蒸散率解析表达式，一方面，充分考虑土壤表层水分状况和水力学特性，计算土壤水分吸附力;另一方面，又充分考虑大气条件，引进以Penman公式为基础的K-B模式(加以改进)计算潜在蒸发力。从而将非均匀地表区域的蒸发过程的复杂机制分解为地表层土壤水分饱和区与非饱和区影响下的通量贡献积分式，从理论上证明，网格区平均蒸散率的计算可简化为不同性质的区域加权平均。这种统计-动力参数化方案具有较大的优越性。

关键词：非均匀地表蒸发散量统计一动力参数化土壤水分陆面过程

干旱半干旱区非均匀地表区域能量通量的卫星遥感参数化

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高原气象 2004年第2期23卷 139-146页

作者：马耀明戴有学马伟强李茂善王介民文军孙方林马耀明戴有学马伟强李茂善王介民文军孙方林中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃兰州730000：兰州大学资源环境学院

卫星遥感在估算非均匀地表区域能量通量时有其独到的作用。文中介绍了利用LandsatTM资料估算非均匀地表区域地表能量通量和蒸发(蒸散)量的参数化方案、研究结果和存在的难点问题。并提出了解决问题的可能途径。

关键词：干旱半干旱区非均匀地表区域地表能量通量

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用于非均匀地表通量估计的一种积分算子

高原气象 2004年第5期23卷 605-611页

作者：王纪军刘晶淼丁裕国南京信息工程大学江苏南京210044 河南省气象台河南郑州450003 中国气象科学研究院北京100081

在文献[1]的基础上,将Giorgi(1996)提出的通量计算方案进一步推广为非对称分布的简化形式,求得非均匀地表区域平均通量。以土壤水分饱和度为例,求解出土壤水分通量区域值的数学解析解形式,用随机仿真数据和实测资料对该方案进行数值模... 详细信息

在文献[1]的基础上,将Giorgi(1996)提出的通量计算方案进一步推广为非对称分布的简化形式,求得非均匀地表区域平均通量。以土壤水分饱和度为例,求解出土壤水分通量区域值的数学解析解形式,用随机仿真数据和实测资料对该方案进行数值模拟试验,验证其适用性。

关键词：非对称分布土壤水分通量非均匀地表

黑河中游非均匀地表能量通量的卫星遥感参数化

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中国沙漠 2004年第4期24卷 392-399,i001,i002页

作者：马耀明马伟强李茂善孙方林王介民中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃兰州730000

对黑河中游非均匀地表区域地表能量通量和蒸发(或蒸散)的研究是一个十分重要但又是一个难点问题。文中提出了2个基于卫星遥感和地面观测的参数化方案,并把其用于黑河中游地区。同时利用2个景的陆地资源卫星LandsatTM资料进行了分析研究... 详细信息

对黑河中游非均匀地表区域地表能量通量和蒸发(或蒸散)的研究是一个十分重要但又是一个难点问题。文中提出了2个基于卫星遥感和地面观测的参数化方案,并把其用于黑河中游地区。同时利用2个景的陆地资源卫星LandsatTM资料进行了分析研究,得到了一些有关非均匀地表的沙漠化地区的区域地表特征参数、植被参数和地表能量通量的新概念。文章最后还讨论了所提出的参数化方案的适用范围和所需的改进之处。

关键词：非均匀地表地表能量通量地面观测黑河中游地区 Landsat TM:

计算非均匀地表通量的一种简化PDF及其应用

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高原气象 2002年第6期21卷 583-590页

作者：刘晶淼王纪军丁裕国中国气象科学研究院北京100081 南京气象学院江苏南京210044

提出描述地表非均匀特性的简化概率密度函数 (PDF) ,它可代替各种具体的PDF用于求解次网格尺度平均通量而不影响其精度 ,这种简化PDF可直接加入陆面过程模式方程组中进行陆 -气通量交换的数值试验。它对非均匀地表陆面过程参数化具有一... 详细信息

提出描述地表非均匀特性的简化概率密度函数 (PDF) ,它可代替各种具体的PDF用于求解次网格尺度平均通量而不影响其精度 ,这种简化PDF可直接加入陆面过程模式方程组中进行陆 -气通量交换的数值试验。它对非均匀地表陆面过程参数化具有一定的普适性。本文仅讨论了对称分布的简化计算 (非对称分布另文讨论 ) ,列举了非均匀分布的观测事实 ,并以地表净红外辐射通量计算为例 ,详细验证了应用这种简化PDF的可行性和可靠性。

关键词：陆面过程非均匀地表概率密度函数空间分布参数化地表净红外辐射通量

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青藏高原非均匀地表区域能量通量的研究

遥感学报 2006年第4期10卷 542-547页

作者：马耀明仲雷田辉孙方林苏中波 Massimo Menenti 中国科学院青藏高原研究所中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation 7500 AA EnschedeThe Netherlands Laboratoire des Sciences de l'Image de l'Informatique et de la Télédétection(LSIIT)Université Louis PasteurStrasbourg67400 IllkirchFrance

卫星遥感在研究青藏高原非均匀地表区域能量通量和蒸发(蒸散)量时有其独到的作用。本文介绍了基于NOAA-14 AVHRR和Landsat TM资料推算藏北高原地区区域地表特征参数、植被参数及区域地表热通量的方案,并把其用于GAME/Tibet(全球能量水... 详细信息

卫星遥感在研究青藏高原非均匀地表区域能量通量和蒸发(蒸散)量时有其独到的作用。本文介绍了基于NOAA-14 AVHRR和Landsat TM资料推算藏北高原地区区域地表特征参数、植被参数及区域地表热通量的方案,并把其用于GAME/Tibet(全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验研究)和CAMP/Tibet(“全球协调加强观测计划(CEOP)亚澳季风之青藏高原试验研究”)试验区。并指出了此方法估算青藏高原非均匀地表区域地表能量通量和蒸发(蒸散)量时存在的难点问题和解决问题的可能途径。

关键词：青藏高原非均匀地表区域地表能量通量 Landsat TM NOAA/AVHRR