【摘 要】
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地表和大气之间的水热交换对全球的天气气候变化、水文及生态系统过程有着关键的作用,对其进行准确、定量的模拟和监测对提高区域水热资源的利用率、恢复区域生态、提高天气预报精度、合理管理流域水资源等具有重要意义。陆面过程模型在连续动态模拟区域地表水热通量上有显著优势,其中Si B2(Simple Biosphere Model 2)陆面模式是模拟地表水热通量比较理想的陆面过程模型之一,但对其在山地环境下的
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地表和大气之间的水热交换对全球的天气气候变化、水文及生态系统过程有着关键的作用,对其进行准确、定量的模拟和监测对提高区域水热资源的利用率、恢复区域生态、提高天气预报精度、合理管理流域水资源等具有重要意义。陆面过程模型在连续动态模拟区域地表水热通量上有显著优势,其中Si B2(Simple Biosphere Model 2)陆面模式是模拟地表水热通量比较理想的陆面过程模型之一,但对其在山地环境下的适应性研究尚不充分。本文以此为出发点,以岷江上游为研究区,利用Si B2模型展开区域尺度的地表水热通量模拟研究。论文的主要工作和研究成果如下:(1)基于Si B2模型对植被和土壤类型的定义,对岷江上游的土地利用数据和土壤数据进行简化分类,并按照0.1°×0.1°的空间分辨率计算各象元内所占面积最多的植被类型和土壤类型,从而构建出减小研究区空间异质性影响的Si B2模型参数化方案,使进行大面积的区域水热通量模拟具有较好的可操作性。利用模型模拟结果在不同时间尺度上进行验证,结果表明:Si B2模型在研究区有应用的可行性。日尺度上的模拟蒸散量与实测蒸散量在2月、5月、8月和11月的相关系数分别为0.708、0.747、0.58、0.617;月尺度的相对误差在1.48%~20.72%之间;年相对误差为6.99%。(2)对岷江上游不同植被的蒸散动态进行分析。各植被均有明显的日变化特征,且存在明显的季节性,在2月、11月的日蒸散较小,5月、8月的日蒸散较大。月尺度上岷江上游的植被蒸散随气候变化有明显的季节变化,生长季的蒸散量占年蒸散总量的58%以上,非生长季蒸散量占年总蒸散量的40%以下。(3)对岷江上游2013年区域水热特征的连续动态变化进行分析,结果表明:区域蒸散量在春季和夏季较大,日平均蒸散量分别3.71mm、3.88mm,秋季次之,日平均蒸散量为1.87mm,冬季最小,日平均蒸散量为1.01mm。春季蒸散的高值区主要集中在农作物生长较为密集的都江堰等低海拔地区,夏秋季研究区的整体蒸散量都较高,高值区主要集中在黑水、杂谷脑等子流域以及岷江,冬季整个研究区的蒸散量都较低。蒸散量较高的区域主要集中在海拔3000m以下的地带。(4)对研究区蒸散与环境因子进行回归分析,结果表明:年尺度上蒸散与气温、海拔有明显的相关性,相关系数分别为0.785和0.733,而与降水的相关性较弱;月尺度上蒸散和气温、海拔呈现出明显的季节性,与降水的相关系数在冬季较其他季节更高。月蒸散的季节变化和气温、降水的变化趋势基本一致,三者都在夏季达到峰值,然后下降。都江堰较其他五个县而言,蒸散与气温、降水的相关性最低。
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