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地球表面状况是区域气候形成的一个重要因子,陆面过程对于区域的气候和环境条件有着显著影响。研究水分散失机理,能用于对区域水资源和环境承载力做出评估,制定合理的水资源开发利用和环境保护、恢复措施,达到人类发展与自然环境的和谐,这对于我国西部广大的干旱-半干旱地区的经济建设尤为重要。
本文在前人工作基础上,以大气边界层过程为中心,对陆表土壤-植被-大气连续体的各个系统中的水热传输过程进行参数化,建立了一个完整的陆面模式;通过基本模拟实验和对植被覆盖率、土壤初始含水量、地表反照率、土壤物理特性等参数的敏感性实验,证明该模式能够有效模拟干旱-半干旱地区的陆面过程。
作者利用此模式模拟一个典型的干旱-半干旱地区——黑河地区的水分散失过程,选择中日合作黑河地区陆气相互作用外场观测实验的资料,模拟了1991年8月13日至17日和张掖观测站所在位置的能量通量和近地面温湿度条件,得到了与观测值相一致的结果,合理的再现了此阶段内蒸散过程的变化趋势。
模式对土壤水分传导和恢复过程的参数化引入了一些改进,采用在土壤物理学研究中被证实的较好的参数化方法,使得对地表温度和含水量的模拟取得了很好的效果;对于人类活动或自然条件变迁导致土质变化,如西北的耕地沙化、次生盐碱化等问题影响区域气候,这些改进将使模式对这些现象有更好的模拟能力。此模式能比较有效的模拟区域复杂下垫面的土壤-植被-大气连续体的陆面过程,从而有助于更好的了解干旱-半干旱地区水分的散失机理和制定可持续发展战略。