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为了认识黄河源区植被覆盖度对源区区域气候的影响,本文利用区域气候模式(Region Climate Model3.0,RegCM3.0)对黄河源区进行数值模拟试验。主要研究内容和结论如下:
(1)通过对不同的积云参数化方案、水平格距和大尺度资料敏感试验模拟结果对比分析,确定积云参数方案、水平格距和大尺度资料,为后期进一步对黄河源区气候数值模拟试验方案的设计提供了依据。
(2)应用区域气候模式RegCM3.0对黄河源区区域气候进行数值模拟,检验模式对黄河源区气候要素的模拟能力。结果表明:RegCM3.0模式基本可以再现黄河源区局地温度、降水、感热和潜热通量的实际状况。应用区域气候模式对黄河源区气候模拟的结果具有一定的可信性。
(3)对黄河源区的植被覆盖度进行正、负异常模拟试验,探讨了黄河源区气候要素对植被覆盖度的响应。结果表明:当植被覆盖度在量值上增加0.1时,模拟区域的感热和潜热通量增加,感热和潜热通量增加的幅度比例约为3:1;2 m高度气温降低0.0~2.0 K;月降水量约增加0.0~5.0 mm。由于植被覆盖度发生变化,气候要素对其响应过程比较复杂,影响因素众多,所以对不同时间、不同的区域的模拟结果会有所差异。
(4)利用AVHRR/NDVI处理得到的植被覆盖度替代RegCM3.0模式默认的植被覆盖度,并对黄河源区主要气候要素进行数值模拟试验。结果表明:使用卫星遥感植被覆盖度后,模拟的黄河源区气象台站月平均气温更接近于实测值,对于降水量的模拟效果也有一定的改善。提高了对感热和潜热通量模拟精度,且潜热通量的模拟效果比感热通量的模拟相对好一些。
(5)在以上研究的基础上,利用卫星遥感资料估算的植被覆盖度替代模式中默认的植被覆盖度,对黄河源区气候要素进行长期模拟试验。结果表明:1982~2008年间黄河源区月平均气温和月降水量呈稳定缓慢增加的趋势。月平均气温的变化趋势和一些学者的研究结果是相同的,只是变化幅度要偏小。潜热通量呈增加趋势;感热通量在三个气象台站的变化趋势不同,玛曲站的感热通量是减少的,而玛多和达日的变化趋势是增加的。
(6)植被覆盖度对地-气之间的能量交换的影响比较明显,对气温场的变化影响也比较显著,但是对降水量的影响比较弱。
植被覆盖度变化及其区域气候的响应是当前全球变化研究中主要研究内容之一。数值模拟是研究植被覆盖度变化对区域气候影响的有效手段之一,本文针对植被覆盖度对区域气候的影响进行了数值模拟研究,得到了一些有意义的结果,可以为生态环境保护提供科学参考。