《中国科学院知识创新工程项目群》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国科学院知识创新工程项目群（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 1第一项目青藏高原和亚印太热力异常对亚洲季风年际、年代际变化的影响 2010 年年度总结报告 第一项目青藏高原和亚印太热力异常对亚洲季风年际、年代际变化的影响 2010 年年度总结报告 本年度总结为逐人列出项目成员的个人总结。按课题顺序，项目成员为马耀明，阳坤，胡泽 勇，周立波；段安民，吴国雄，任荣彩，李晓峰；刘屹岷，施建成，刘新。 1马耀明 1马耀明 按计划完成预定的年度工作内容和研究任务，发表论文 2 篇，待发表论文 3 篇。在院项 目群课题的大力支持下，在西藏的纳木错站、珠峰站及林芝站进行了 3 次（1 月、4 月-5 月 和 9 月）,每次约 15 天的野外加强观测试验，同时取得了近
2、 1 年连续的大气和土壤两个方面 的观测资料。利用观测资料和卫星遥感资料分析了青藏高原地区能量和水分循环过程，取得 的主要研究成果如下： (1)基于高原地表非均匀性分析、 地面观测与卫星遥感资料的基础， 我们提出了 “遥感算法 （RS approach） ” 、 “马赛克算法（Tile approach） ”和“混合高度算法（Blending height approach） ” ，并把“混合高度算法”用于青藏高原的藏北地区。结果显示利用我们所提出 的参数化方案可以合理地估算该地区地表的区域能量（净辐射通量、土壤热通量、感热和 潜热通量）分布及季节差异。这为在复杂地表求取区域特征参数和能量通量
3、打下了较好的 基础。 简 报 简 报 第 2 卷第 3 期 2010 年 11 月 中国科学院知识创新工程项目群 “圈层相互作用与亚洲季风的年际和年代际变化”中国科学院知识创新工程项目群 “圈层相互作用与亚洲季风的年际和年代际变化” 215 km Fig. The distribution maps of sensible heat flux H and latent heat flux E for the Coordinated Enhanced Observing Period (CEOP) Asia-Australia Monsoon Project on the Tibetan Pla
4、teau (CAMP/Tibet). H and E here are derived from the Blending Height approach. (引自：Ma et al., 2010, AAS, 27(2):328-336.) (2)青藏高原地区的向下与向上的短波辐射及净辐射通量有明显的日变化特征及月季变化特征，且高原的总辐射量远远大于同纬度的其他地区。 论文发表和人才培养情况 论文发表和人才培养情况 ? 人才培养：毕业硕士 1 名(武荣盛),出站博士后 1 名(仲雷)，新招收硕士生 2 名（徐超、孟纯纯） 、博士生 1 名（王宾宾） ? 发表第 1 资助 SCI 论文一篇， C
5、SCD 论文 1 篇： 1) Ma Yaoming, M.Menenti, R. Feddes, 2010: Parameterization of heat fluxes at heterogeneous surfaces by integrating satellite measurements with surface layer and atmospheric boundary layer observations, Advances in Atmospheric Sciences, 27(2):328-336.（第一资助） 2) 武荣盛， 马耀明. 2010， 青藏高原不同地区辐射特
6、征对比分析， 高原气象， 29 （2） ： 251-259. （第四资助） 2011 年研究工作计划和进度安排 2011 年研究工作计划和进度安排 1) 继续在中科院青藏高原所的纳木错、 珠峰和林芝 3 个实验站进行大气和土壤两个方面的观测站点上进行连续观测； 2) 深入分析 GAME/Tibet 实验站、CAMP/Tibet 实验站资料及纳木错、珠峰和林芝实验站3的资料，给出高原关键地区干湿季和亚洲季风演变过程中的高原边界层的风温湿的分布廓线、演变特征、大气边界层内以及地表与大气之间的热力和动力交换特征。争取在更高水平的杂志上发表研究成果； 3) 改进卫星遥感和地面观测的计算区域地表能量通量
7、参数化方案， 并利用其他卫星资料（如 MODIS）计算整个高原区域上的地表特征参数和地表能量通量。 2阳坤 （1）青藏高原地表感热通量的近期变化趋势分析 2阳坤 （1）青藏高原地表感热通量的近期变化趋势分析 过去 30 年, 青藏高原升温较快, 已经对冰冻圈和水圈造成很大的影响。 作为亚洲季风的主要驱动力之一的青藏高原热源将如何变化是近年来关注的焦点。Duan 和 Wu 的最新研究表明该地区地表感热通量正在减弱。本研究应用青藏高原 1984-2006 年期间的常规气象观测资料，对比分析了两类计算方法获得的青藏高原地表感热通量的变化趋势。一类是基于微气象基本理论和野外观测资料发展起来的物理方法，
8、考虑了大气稳定度和地表热力粗糙度对热交换系数的影响。另一类是气候学研究常用的经验方法，即设定热交换系数为常数或风速的函数。本研究证实了 Duan 和 Wu 的该地区地表感热通量正在减弱这一结论, 不同之处在于本研究得到的感热通量减弱幅度约为每 10 年 2%, 只有 Duan 和 Wu 所估计减弱强度的 1/3。 后者高估感热通量减弱强度的原因是其所用的感热通量计算方案设定热交换系数为常数, 而没有考虑到其与大气稳定度的关系。事实上, 高原风速减弱直接增加了传热阻力, 但风速减弱和地气温差增加又削弱了大气的稳定度, 从而减弱了传热阻力。后者一定程度上抵消了前者, 减缓了传热能力的变化。本研究所
9、使用的方案基于微气象理论和观测资料, 考虑了这些参量之间的依赖关系, 结果应更接近实际。 本研究也表明, 在气候变化研究中如果采用经验的计算方案(即使应用很广的方案), 结果的偏差和不确定性可能非常大, 甚至可能与实际完全相反。这进一步凸显了野外观测和数据分析的必要性; 特别地, 发展可靠的参数化方案可以有效减小气候变化研究的不确定性。结果已发表在中国科学 D 辑和 Journal of Applied Meteorology and Climatology。 （2）发展了适用于干旱半干旱区的陆面过程模式 （2）发展了适用于干旱半干旱区的陆面过程模式 以往的研究发现几乎所有的 GCM 都严重低
10、估了干旱半干旱区的地气温差，而地气温差是反映地表能量分配的重要指标。同时通过青藏高原的试验和其他地区的试验，我们也发现对裸地地表传热参数化至关重要的热力粗糙度参数具有明显的日变化，但该变化在目前的陆面过程模式中反映不足。进一步研究发现，地表温度和能量分配的模拟对地表传热参数化方案非常敏感。通过与观测对比，发现本课题组发展的对裸地地表传热参数化能比较真实地模拟地表温度。通过本项目研究已将该方案引入了 SiB2 和 Noah 陆面过程模型。根据在狮泉河、改则、敦煌、通榆的模拟结果，无一例外地，改进后模型的地气温差模拟误差大幅度减小。特别是4在青藏高原地表温度的模拟误差减小了 10 摄氏度。同时，对
11、美国的一个干旱站的地表通量进行了模拟，取得了同样的结果。评审专家认为“the authors did an excellent job. The requested documentation of the thermometer-determined surface temperature was quite helpful. The paper is well-organized and the English excellent. Also, as the authors point out, the parameterization of z0 is crucial to gettin
12、g good fluxes from the Noah model its effect propagates through the entire surface energy budget. I think people will be eager to try out the new scheme described on p. 14 and in Table 3”. “This is a nice study in that it addresses the limiting condition of surface fluxes in arid regions (both China
13、 and Arizona), where latent heat flux is neglected and soil heat flux is only a function of Tskin (and Tsoil) since kT is rather small/constant due to dry soil conditions. These types of studies help isolate conditions to more easily explore the nature of the (land model and surface-layer) parameter
14、izations.” 相关成果已发表在 Journal of Hydrometeorology 接受。 论文发表 论文发表 1) 阳坤, 郭晓峰, 武炳义, 2010: 论青藏高原地表感热通量的近期变化趋势.中国科学 D 辑（地球科学） ，40（7） ，923-932。 2) Yang Kun, Guo Xiaofeng, Wu BingYi, 2010: Recent trends in surface sensible heat flux on the Tibetan Plateau. Science China, Earth Sciences. In press. 3) Chen YY,
15、 K. Yang，D-G Zhou，J. Qin, X-F Guo, 2010: Improving Noah Land Surface Model in Arid Regions with an Appropriate Parameterization of the Thermal Roughness Length. Journal of Hydrometeorology, 11 (4), 996-1007. 4) Yang, K., J. Qin, X-F Guo, D-G Zhou, Y. Ma, 2009: Method development for estimating sensi
16、ble heat flux over the Tibetan Plateau from CMA data. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 48(12), 2474-2486. 3胡泽勇 3胡泽勇 按计划完成预定的年度工作内容和研究任务，发表论文 3 篇，待发表论文 2 篇。在院项目群课题的大力支持下，完成了那曲高寒气候环境观测研究站 3 套涡动相关系统的更新（那曲布交/BJ 观测点）和新建（安多/Amdo 观测点和不冻泉/NewD66 观测点）工作；搜集并整理了藏北高原 3 个自动气象站和 5 个大气边界层塔站连续 2 年（2008 年 10 月-2010 年 10 月）的气象观测资料，完善了藏北高原地气相互作用数据库；开展了 2 次地表过程和大气边界层观测试验（5 月和 7 月） ，为进一步系统开展藏北高原陆面过程和地气相互作用研究奠定了基础；完善了青藏高原陆面过程参数和通量交换序列集；研究了藏北高原湿地地表辐射的变化特征，分析了青藏高原中部地区陆面潜在
