利用中国科学院大气物理研究所发展的冻土模式FSM中原始和优化的土壤热传导率参数化方案分别对青藏高原中部NewD66观测点土壤温度进行了模拟。结果表明, 该模式中原始的土壤热传导率参数化方案高估了实际的土壤热传导率, 因而导致模拟的土壤温度偏高。优化的参数化方案较原始参数化方案更能真实地模拟出土壤温度的变化, 尤其对深层土壤温度的模拟效果更加显著。这些表明应用优化参数化方案的FSM模式对土壤温度模拟的准确性比原模式有所提高。
An numerical simulation experiment on central Qinghai-Xizang Plateau is presentedusing the Frozen Soil Model (FSM). FSM is an universal soil model, which could apply to the permafrost and non-permafrost soil. An numerical simulation experiment is carried out with the original as well as the optimizedsoil thermal conductivity parameterization schemes. The results show that the original soil thermal conductivity parameterization schemes overestimated the real soil thermal conductivity, thus lead to the higher simulated soil temperature. The optimized scheme simulated better, especially for the temperature of deep soil. The numerical experiment results above show that the optimized soil thermal conductivity parameterization schemes are more accuracy than the original schemes in soil temperature simulation.
[1]李倩,孙菽芬. 通用的土壤水热传输耦合模型的发展和改进研究[J]. 中国科学(D辑), 2007, 37(11): 1522-1535.
[2]钱泽雨, 胡泽勇, 杜萍, 等. 青藏高原北麓河地区近地层能量输送与微气象特征[J]. 高原气象, 2005, 24(1): 43-48.
[3]陈渤黎, 吕世华, 罗斯琼. CLM3.5模式对青藏高原玛曲站陆面过程的数值模拟研究[J]. 高原气象, 2012, 31(6): 1511-1522.
[4]苗曼倩, 曹鸿, 季劲钧. 青藏高原大气边界层湍流特征量分析[J]. 高原气象, 1998, 17(4): 356-362.
[5]王澄海, 尚大成. 藏北高原土壤温、 湿度变化在高原干湿季转换中的作用[J]. 高原气象, 2007, 26(4): 676-684.
[6]李倩, 孙菽芬. 冻土模式的改进和发展[J]. 地球科学进展, 2006, 21(12): 1339-1349.
[7]狄晓英. 青藏高原土壤热状况及其对能量平衡影响研究[D]. 兰州: 兰州大学, 2009: 3-4.
[8]王胜, 张强, 张鸿. 稀疏植被地表反照率及土壤热传导率特征研究[J]. 中国沙漠, 2008, 28(1): 119-124.
[9]于琳琳, 陈海山. 青藏高原4月陆面状况和地表加热异常与中国夏季降水的联系[J]. 高原气象, 2012, 31(5): 1173-1182.
[10]李燕, 刘新, 李伟平. 青藏高原地区不同下垫面路面过程的数值模拟研究[J]. 高原气象, 2012, 31(3): 581-591.
[11]胡隐樵, 奇跃进. 河西戈壁 (化音)小气候和热量平衡特征的初步分析[J]. 高原气象, 1990, 9(2): 113-119.
[12]Zhang Q, Huang R H. Parameters of land-surface processes for Gobi in north-west China[J]. Bound-Layer Meteorology, 2004, 110(3): 471-478.
[13]罗斯琼, 吕世华, 张宇, 等. 青藏高原中部土壤热传导率参数化方案的确立及在数值模式中的应用[J]. 地球物理学报, 2009, 52(4): 919-928.
[14]罗斯琼, 吕世华, 张宇, 等. CoLM 模式对青藏高原中部 BJ 站陆面过程的数值模拟[J]. 高原气象, 2008, 27(2): 259-271.
[15]Mccumber M C, Pielke R A. Simulation of the effects of surface fluxes of heat and moisture in a mesoscale numerical model 1. Soil layer[J]. J Geophys Res, 1981, 86(C10): 9929-9938.
[16]Kersten M S. Laboratory research for the determination of the thermal properties of soils[R]. DTIC Document, 1949.
[17]Johansen O. Thermal conductivity of soils[R]. DTIC Document, 1977.
[18]Peters-Lidard C D, Blackburn E, Liang X, et al. The effect of soil thermal conductivity parameterization on surface energy fluxes and temperatures[J]. J Atmos Sci, 1998, 55(7): 1209-1224.
[19]Farouki O T. Thermal properties of soils[R]. DTIC Document, 1981.
[20]Cté J, Konrad J M. Thermal conductivity of base-course materials[J]. Canadian Geotechnical Journal, 2005, 42(1): 61-78.
[21]Cté J, Konrad J M. A generalized thermal conductivity model for soils and construction materials[J]. Canadian Geotechnical Journal, 2005, 42(2): 443-458.
[22]孙菽芬. 陆面过程的物理\, 生化机理和参数化模型[M]. 北京: 气象出版社, 2005: 81-84.
[23]张强, 王胜, 卫国安. 西北地区戈壁局地陆面物理参数的研究[J]. 地球物理学报, 2003, 46(5): 616-623.
[24]王澄海, 师锐. 青藏高原西部陆面过程特征的模拟分析[J]. 冰川冻土, 2007, 29(1): 73-81.