对陆面过程模型CoLM中关键参数的修正_刘永强
高光谱遥感数据的改正暗目标大气校正方法研究
854, 884, 2042 nm.
图2 三种地物表观反射率
(ⅳ) 改进的暗目标气溶胶估算方法. 气溶胶散 射作用是造成大气效应的重要因素之一, 设法消除 大气中的气溶胶影响是大气校正的一个重要环节. 由于气溶胶分布时空变异较大, 只依靠单个点的测 量数据对整景影像进行校正明显精度不够. 暗目标 方法估算气溶胶参数最关键的一步是确定暗目标在 可见光波段的地表反射率. 近红外波段与可见光波 段反射率的相关关系一般由经验或实测数据获得, 不 同 的 植 被 状 况 下 会 有 所 变 化 . Kaufman 等 [16] 、 Ouaidrari 等[17]、Liang 等[13]分别给出了 3 个通道之间 的反射率线性经验关系. 因此, 针对不同的区域、不 同的植被类型, 采用暗目标方法时首先需要建立可 靠的近红外波段与可见光波段地表反射率相关关系.
* E-mail: zhaoxianghappy@
1654
中国科学 D 辑 地球科学
第 37 卷
省兖州市, 位于北纬 35°10′~35°40′、东经 116°30′~ 116°59′之间, 该区地势平坦, 大面积成片地种植冬小 麦.
研究使用的高光谱数据为美国 NASA 新千年计 划的第一颗卫星 EO-1 上搭载的 Hyperion 高光谱数据. Hyperion 传感器是第一台星载高光谱图谱测量仪, 该 高光谱数据共有 242 谱段, 光谱范围为 400~2500 nm, 光谱分辨率达到 10 nm, 地面分辨率为 30 m[9]. 本研 究采用的是 2005 年 5 月 7 日过境的一级产品, 幅宽 7.7 km, 长 42 km, 太阳天顶角 28°, 太阳方位角 127°.
1 数据与方法
1.1 研究区与数据 本文进行大气订正实验的研究区地强化处山东
一种适合干旱地区的陆面过程模式——LSPM的介绍
一种适合干旱地区的陆面过程模式——LSPM的介绍
刘立超;李新荣;冯金朝;刘树华
【期刊名称】《中国沙漠》
【年(卷),期】2001(21)3
【摘要】介绍了一种基于LPM的陆面过程模式 (LSPM ) ,重点描述了其参数化方案的一些改进。
LSPM针对相对干燥土壤的参数化方案。
【总页数】2页(P317-318)
【关键词】陆面过程;干旱地区;参数化方案;干燥土壤;植被;空气阻力;气候;下垫面【作者】刘立超;李新荣;冯金朝;刘树华
【作者单位】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙坡头沙漠试验研究站;中央民族大学生物化学系;北京大学地球物理系
【正文语种】中文
【中图分类】P461.4
【相关文献】
1.一个改进的陆面过程模式及其模拟试验研究：第一部分：陆面过程模式及其“独[J], 张晶;丁一汇
2.陆面模式中氮循环过程的引入Ⅰ:模式介绍及站点验证 [J], YANG Xiujing;DAN Li;YANG Fuqiang;PENG Jing;LI Yueyue;GAO Dongdong;JI Jinjun;HUANG Mei
3.一个改进的陆面过程模式及其模拟试验研究第二部分:陆面过程模式与区域气候模式的耦合模拟试验 [J], 丁一汇;张晶;赵宗慈
4.干旱地区陆面过程耦合模式及应用 [J], 李家春;姚德良;沈卫明;谢正桐
5.一个改进的陆面过程模式及其模拟试验研究第一部分:陆面过程模式及其“独立(off-line)”模拟试验和模式性能分析 [J], 张晶;丁一汇
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陆面过程模型 CoLM 与区域气候模式 RegCM3 的耦合及初 …
陆面过程模型CoLM与区域气候模式RegCM3的耦合及初步评估郑婧1,2，谢正辉1∗，戴永久3，袁星1,2，毕训强41中国科学院大气物理研究所，北京 100029；2中国科学院研究生院，北京 100049；3北京师范大学地理学与遥感科学学院，北京 100875；4The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics, Trieste, Italy, 34100.摘要陆面过程通过影响陆面和大气之间物质和能量的交换影响气候，其参数化方案对数值天气预报、全球及区域气候模拟有重要影响。
本研究利用对生物物理、生物化学过程考虑更全面的陆面模式Common Land Model (CoLM)替代区域气候模式RegCM3原有的陆面模式BATS，发展了耦合区域气候模式C-RegCM3；将其应用于东亚地区典型洪涝年份夏季气候模拟以进行评估，结果表明新耦合的模式C-RegCM3能合理模拟大尺度环流场、近地表气温和降水的分布特征，对西北半干旱地区降水模拟比RegCM3有所改进。
通过利用区域气候模式C-RegCM3及RegCM3对地表能量和水文过程模拟结果的比较，发现在半干旱、半湿润过渡区C-RegCM3模拟的潜热增大、感热减小；模拟的地表吸收太阳辐射差异较明显的地区位于模式模拟的主要雨区; C-RegCM3在上述过渡区模拟的夏季地表土壤湿度比RegCM3偏干，这与它在过渡区降水模拟偏少、蒸散发模拟偏大相对应，体现了该模式在半干旱、半湿润过渡带模拟出比RegCM3更明显的局地土壤湿度-降水-蒸散发之间的正反馈作用。
关键词陆面过程模型，区域气候模式，耦合Coupling of the Common Land Model (CoLM) to the Regional Climate Model (RegCM3) and its preliminary validationZHENG Jing1,2，XIE Zheng-Hui1∗，DAI Yong-Jiu3，YUAN Xing1,2，BI Xun-Qiang41Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029；2Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049；3School of Geography, Beijing Normal University，Beijing 100875；4The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics, Italy, 34100.Abstract Land surface processes affect the climate through exchanges of the energy, water, and momentum fluxes across the land-atmosphere interface, and their parameterizations play an important role in weather forecasting and climate studies. In this work, the Common Land Model (CoLM), with biophysical and biochemical process parameterizations, is coupled to the regional climate model RegCM3 by replacing its original land surface scheme BATS. The newly coupled model is called C-RegCM3 hereafter. Simulations by C-RegCM3 for summer climate of a flooded year over East Asia are undertaken to validate the newly developed model, which shows reasonable results of general atmospheric circulation, near surface air temperature and precipitation and improves the simulation of precipitation in the semi-arid northwest region. Comparisons of simulated surface energy and hydrological processes by C-RegCM3 and those by RegCM3 respectively indicate that C-RegCM3 tends to get more latent heat fluxes but less sensible∗通讯作者：zxie@资助项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目Kzcx2-yw-126-2、Kzcx2-yw-217，以及国家重点基础研究发展规划项目2005CB321703，国家自然科学基金项目90411007作者简介：郑婧，女，1982年出生，博士生，主要从事陆面过程模式与区域气候模式的双向耦合研究和区域气候模式的应用工作。
AutoCAD与ArcGIS数据转换方法研究
第34卷增刊2009年10月测绘科学Science of Surveying and M app ingVol 134Supp lOct 1作者简介:刘永强(19692),男,籍贯:天津,高级工程师,副总工程师。
E 2mail:net w olfliu@vi p 1sina 1com 收稿日期:2009208228AutoCAD 与ArcG I S 数据转换方法研究刘永强(中水北方勘测设计研究有限责任公司,天津 300222)【摘 要】本文在分析了Aut oC AD 和A rcGI S 数据结构的特点的基础上,提出利用Aut oCAD 图元附带的组成信息和应用A rcGI S 数据转换方法和简单的属性表操作方法,解决了Aut oC AD 数据转换成没有属性信息的GI S 数据问题的方法,并通过二调实践阐述了具体操作方法,对实际生产具有一定的指导意义。
【关键词】地理实体;地理信息系统;Aut oCAD;A rcGI S;数据转换【中图分类号】P208 【文献标识码】A 【文章编号】100922307(2009)08201682031 引言地理实体数据是空间基础地理信息要素最重要的数据之一,是地理信息系统(GI S )的支撑数据。
地理实体数据采集的方法主要是地面测量、摄影测量和地形图数字化等三种技术手段,目前通过这三种技术手段采集数据主要采用Aut oCAD 或是基于Aut oC AD 二次开发的软件,数据格式为d wg 或dxf,与GI S 数据格式有很大不同,因此如何将Au 2t ol C AD 格式数据转换为GI S 数据格式,是一门重要的课题。
本文在分析Aut oCAD 数据结构和A rcGI S 转换数据方法的基础上,提出了一种Aut oC AD 与A rcGI S 数据转换方法。
2 AutoCAD 数据与G I S 数据特点211 AutoCAD 数据特点Aut oC AD 数据注重描述地理实体的空间位置和几何形状等信息,它以符号化的形式,分层管理数据;Aut oC AD具有非常强大的图形绘制和编辑功能,用户可以根据需要定义线型文件和字体文件,并结合颜色等形式,表达自然界各种地理实体信息;Aut oC AD 以图元为单位记录数据,一个实体可以由一个或多个图元数据组成,图元数据以线型、图层、颜色、字体等几何特性和空间位置数据记录地理实体。
对陆面过程模型CoLM中关键参数的修正_刘永强_图文(精)
对陆面过程模型CoLM 中关键参数的修正刘永强1，艾力·买买提明2,3，何清2,3（1. 新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐 830046；2. 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆乌鲁木齐 830002；3. 塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站，新疆塔中841000）摘要：通过对塔克拉玛干沙漠腹地观测数据的分析和模拟，重新修正了陆面过程模型CoLM 中的关键参数值和参数化方案。
（1）采用涡动相关数据和Monin-Obukhov 理论，对地表动力学粗糙度重新计算；为提高地表比辐射率的精度，采用两种不同的方法进行计算和比较；将地表反照率参数值校正为符合年际变化的参数化方案；重新选择符合沙漠环境的地表热力学粗糙度参数化方案；改变相同的10层土壤导热率为不同值。
（2）经过参数值的校正与参数化方案的修正，改善了CoLM 在沙漠地区对地表通量、地表和土壤温度模拟的缺陷；（3）改善后的CoLM 模拟值与观测值的标准误差小于改善前，但是对不同季节的模拟改善效果存在差异，总体上冬季的标准误差小于其他季节。
关键词：CoLM 模型；参数；参数化方案；陆面过程；塔克拉玛干沙漠我国是受风沙侵蚀灾害比较严重的国家。
我国北方有2.67×106 km2的荒漠化土地，由东向西分布着8大沙漠、4大沙地及黄土高原和大面积的荒山荒地，这些区域是我国生态与环境极其脆弱的地区，它对气候变化和人为因素影响的反应十分敏感，也是我国影响范围最广的沙尘暴多发区。
对大范围荒漠化土地进行准确的天气预报，除了需要密度高、质量好的观测数据外，对大气模式的模拟和预报能力提出了更高的要求。
Dickinson [1]认为，改进和完善陆面过程模式是提高大气模式模拟和预报能力的重要方面。
通过野外观测试验，研究陆面和大气之间的各种物理、化学和生物过程，确定能真实反映陆－气相互作用的参数值或参数化方案是改进和完善陆面过程模式的重要方法。
因此，耦合在中尺度数值预报模式的陆面过程，对陆－气交互过程的描述能力在数值预报精度中发挥着至关重要的作用。
区域气候模拟中多种对流参数化方案的比较研究
本 文首 先简 单 介绍 了上述 ３种 参数 化方 案的基 本 原理 ，井通 过 Ｉ９ 年和 １９ ９１ ９４年 ５
～
７月的模 拟试 验 、深 人 细致 地 比较 ３种 参 数化 方 案对 降 水和基 本要 素场 的模 拟 状况 ，
对 流参数化方案．进行 了 】９ 年 和 】９ ９１ ９ ４年 ５ ～７月 ２十十例 的东 亚季风 区区域气候 模拟试 验 ，重点分析 比较了 ３ 参数化方案对 降水总量分布 ．主要降水时段 雨带南北变动和基本 种 气 象要素场 的模拟 能力，并相对 宴删降 水和基率要 素的观涮 分析 进行 了统 计检验。通过 对 比，发现 Ｂ ｔ 方案的模 拟能 力明显优于其他 两种方案 ｅｔ ｓ 关键词：东亚季风： 降水；区域气候模式
１ 前 言
国 内外 许 多气 象专 家 利 用 区域 气候 模 式 ，做 过 大量 的模 拟试 验 ｊ 一些 研 究表 明： 利 用 区域 气候 模 式 ＲｅＣＭ２对 我国 或东 亚地 区夏 季 降水 的模 拟 ，能 反映 雨带 的主 ｇ 要位 置 和演 变 特征 ， 但是 模拟 的雨带 强度 和 范 围往往 与 观测 不 甚 吻台。 刘 永强 等 ５ ｒ 指 出对 降 水模拟 的 不足， 可 能与 采 用积 云 对 流参数 化 方案 有关 ，例 如在 １９ ９ ０年夏 季 各个 区域 的模拟 中，Ｇｒｌ方 案模拟 的降 水 量 一般 比观测 值偏 大 ，而 Ｋｕ ｅｌ ｏ方 案 一般 偏 小： Ｇｉｒｉ ｏｇ 等 也 指 出对 物理 过 程 采 用 不 同的 参 数 化 方 案 ，所 得 结 果 差 异还 是 较 为 明显
Ｍ ａ ｒ
２ ０ ０２
NCAR-CLM系列模式对全球近50a陆面状况的模拟及其比较分析
关 键词 ： 共 用 陆面模 式 ； 陆面过 程 ； 数 值模 拟 ； 比较 分析 中图分 类号 ： Ｐ ４ ６ １ ． ４ 文献 标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ４ － ７ ０ ９ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ４ ３ ４ — １ ３
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｇ ｌ ｏ ｂ ａ ｌ ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ５ ０ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ
ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ＮＣＡＲ Ｃｏ ｍｍｕ ｎｉ ｔ ｙ Ｌａ ｎｄ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ
第３ ６卷 第 ４期 ２ ０ １ ３年 ８月
大 气 科 学 学 报
Ｔｒ ａ ｎ ｓ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ Ａｔ ｍ ｏｓ ｐ ｈ ｅ ｉｃ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ
Ｖｏ １ ． ３ ６ ＮＯ ． ４ Ａｕ ｇ． ２ ０１ ３
朱 司光 ， 陈海 山， 周 晶． ２ ０ １ ３ ． ＮＣ Ａ Ｒ— Ｃ Ｌ Ｍ 系列模式对全球近 ５ ０ ａ 陆面状况 的模拟及其 比较分析［ Ｊ ］ ． 大气科学学报， ３ ６ （ ４ ）： ４ ３ ４ － ４ ４ ６ ．
摘要 ： 基 于普 林 斯 顿 大 学 １ ９ ４ ８ －２ ０ ０ ６年 ３ ｈ一 次 、 １ 。 ×１ 。 空 间分 辨 率 的全 球 陆 面驱 动 数 据 ， 利用
Ｎ Ｃ ＡＲ 系列陆 面模 式 Ｃ Ｌ Ｍ３ ． ０ 、 Ｃ Ｌ Ｍ３ ． ５ 、 Ｃ Ｌ Ｍ４ ． ０ ， 分 别对 全球近 ５ ０ ａ的 陆面状 况进行 了 ｏ ｉｉ ｆ ｎ ｅ模
陆面模式CLSM的设计及性能检验II_模式检验
陆面模式CLSM 的设计及性能检验II 1模式检验陈海山 孙照渤南京信息工程大学大气科学系,南京 210044摘 要 利用BORE AS,HEIFE,ARME,GAME -TIPEX 等大量的陆面外场观测资料,针对不同类型的陆面过程,对所发展的陆面模式C LSM 的性能进行检验。
模拟结果与观测资料的对比分析表明:一方面,CLS M 能够对积雪变化、干旱P 半干旱地区的水热交换等特殊的陆面过程进行合理的描述;另一方面,CLSM 对热带雨林地区的植被-大气相互作用、高原地气交换过程同样具有很强的模拟能力。
C LSM 解决了陆面模式对上述特殊下垫面描述能力有限的实际问题,保证了对特殊下垫面进行合理描述的同时,又保证了对其他不同陆面状况的模拟能力。
CLSM 改善了陆面模式对全球范围内不同下垫面条件下的陆面过程及地-气交换过程的模拟能力。
关键词 综合陆面模式CLSM 模式检验文章编号 1006-9895(2005)02-0272-11中图分类号 P435文献标识码 ADesign of a Comprehensive Land Surface Model and Its ValidationPart II 1Model ValidationC HEN Ha-i Shan,and S UN Zhao -BoDe partmen t o f Atmosphe ric Sc ienc es ,Nan jin g Un ive rsity o f In forma tion Scien ce &Techn ology ,Nan jin g 210044Abstract By using observa tional data sets collected by BOREAS,HEI FE,ARME,GA ME -TIPEX representing different land cover conditions,c omprehensive land surface model (CLSM)is validated against the obse rvations to verify the capability to simulate diffe rent land processes.Results sugge st that the model not only si mula tes the special land surface processes including seasonal dynamics of snow cover variation,soil heat and wate r transfer in arid P sem-i arid regions,but also describes the interaction of ve ge tation -atmosphere in tropic al rainforest,together with the e xchanges between the land surface and atmosphere over the Tibe tan Plateau accura tely.It is concluded that CLSM can describe different physical processes accurately and e xhibit it .s comprehensive c apability to re present processes related to various land surfaces.Key words CLSM,validation收稿日期 2003-07-28收到,2003-10-29收到修定稿资助项目 国家自然科学基金资助项目40405018和40331010作者简介 陈海山,男,1973年出生,博士,副教授,目前从事短期气候预测、陆气相互作用和气候数值模拟研究。
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我国是受风沙侵蚀灾害比较严重的国家 。我国 北方有 2． 67 × 10 km 的荒漠化土地， 由东向西分 4 大沙地及黄土高原和大面积的荒 布着 8 大沙漠、 这些区域是我国生态与环境极其脆弱的地 山荒地， 区， 它对气候变化和人为因素影响的反应十分敏感 ， 也是我国影响范围最广的沙尘暴多发区 。对大范围 荒漠化土地进行准确的天气预报 ， 除了需要密度高、 质量好的观测数据外， 对大气模式的模拟和预报能 力提出了更高的要求。 Dickinson
塔克拉玛干沙漠是世界第 2 大流动沙漠， 面积
3． 38 × 10 5 km2 ， 约占中国沙质沙漠面积的 1 /2 ， 从其 自然特征来说， 在我国沙漠中具有独特性和典型性 。 首先是气候极端干旱， 年降水量在 60 mm 以下， 沙 漠东部甚至在 10 mm 以下， 干燥度 24 ～ 60 。其次是 占整个沙漠面积的 85% ； 第 流动沙丘大面积分布， 有 1 /2 的面积都是高大沙丘复 三是沙丘形态复杂， 合体。塔克拉玛干沙漠大气环境综合观测试验站 （ 塔中站 ） ， 是目前世界上唯一深入流动沙漠腹 地
Meteorological observation system at Tazhong site A
传感器类型 Metone 010C
Metone 020C Vaisala HMP45D Campbell 109L Campbell CS616 Hukseflux HFP01 Campbell CSAT3
已经对塔克拉玛干沙
①
收稿日期： 2013 － 03 － 25 ； 修订日期： 2013 － 05 － 23 41175140 ） ； 科技部公益性 （ 气象 ） 科研专项 （ GYHY201306066 ） ； 中国沙漠气象科学研究基 基金项目： 国家自然科学基金项目（ 41265002 ， 金项目（ Sqj2009012 ） mail： Lyqxju@ 163． com 作者简介： 刘永强（ 1969 － ） ， 男， 博士， 副教授， 主要从事陆面过程参数化与模拟研究． Email： qinghe@ idm． cn 通讯作者： 何清． E611 － 618 页 http： / / azr． xjegi． com
选择 CoLM 是因为我国自主开发的新一代气象 数值预报体系 （ GＲAPES ） 耦合了 CoLM 及最新研发 的陆面资料， 本文希望改善 CoLM 在沙漠区地表通
4期
刘永强等： 对陆面过程模型 CoLM 中关键参数的修正
613
高模式的模拟性能， 并可拓展模式在水文、 植被生态 〔9 〕 和农业 等 方 面 的 应 用 范 围。 CoLM 是 在 BATS 、 LSM（ land surface model）
塔中 A 站气象观测系统
仪器设备主要参数 测量范围： 0 ～ 60 m·s － 1 ， 启动风速： 0． 22 m·s － 1 ， 精度： ± 1% （ 0． 3 －1 m· s ） ， 工作温度： － 50 ～ 65 ℃ 测量范围： 0 ～ 360° ， 启动风速： 0． 22 m·s － 1 ， 精度： ± 1% ， 工作温度： － 50 ～ 65 ℃ 测量范围： － 40 ～ 60 ℃ ， 精度： ± 0． 2 ℃ （ 20 ℃ ） ； 量程： 0 ～ 100% ＲH ± 0． 5 ℃ （ － 50 ℃ ） 测量范围： － 50 ～ 100 ℃ ， 精度： ± 0． 2 ℃ （ 0 ～ 70 ℃ ） ， 测量精度： 0． 05% VWC， 分辨率： 0． 1% VWC 灵敏度： 50 μV·W － 1 ·m － 2 ， 精度： ≤3% ， 温度范围： － 30 ～ 70 ℃ 采样频率： 20 Hz， 风速量程： 0 ～ 30 m · s － 1 ， 精度： U x 和 U y 均小于 ± 4． 0 cm·s － 1 ， U z ＜ ± 2． 0 cm · s － 1 ， U y 为 0． 01 m · 分辨率： U x ， s －1， U z 为0． 005 m·s － 1 ， 声速为 0． 01 m·s － 1
ＲH 为相对湿度（ relative humidity） ； VWC 为体积含水量（ volumetric water content） ； U x ， Uy ， U z 分别为风速在空间坐标系 x，y，z 方向的分量。
2
CoLM
量和地表 温 度 模 拟 中 的 缺 陷， 在一定程度上改善 GＲAPES 的模拟性能。 CoLM 是国际上的主流陆面 CoLM 包含了对陆面几大主要过程 过程模型之一， 的精细描述， 它已与数个国际主流全球和区域气候 模式耦合， 结果表明， 它们的耦合能在较大程度上提
表1 Tab． 1
项目 风速 风向 空气温、 湿度 土壤温度 土壤湿度 土壤热通量 风脉动 高度或深度 0． 5 ， 1， 2， 4， 10 m 2， 10 m 0． 5 ， 1， 2， 4， 10 m 0． 05 ， 0． 1 ， 0． 15 ， 0． 2 ， 0． 4 cm 0． 025 ， 0． 1 ， 0． 2 ， 0． 4 cm 0． 025 ， 0． 5 ， 0． 8 cm 3 m
612
干
旱
区
研
究
31 卷
漠腹地的地表动力学粗糙度、 地表反照率和土壤导 热率进行了初步分析。 Liu 等
〔7 〕
200 km 以上的大气环境综合观测试验站， 是流动沙 漠大气近地层湍流探测实验基地 。 塔中气象站 1996 —2008 年的气象数据表明： 塔 月平均气温 7 月最 中地区的年平均气温 12． 1 ℃ ， 1 月最低， 为 28． 4 ℃ ， 为 － 9． 8 ℃ 。 年平均风速 高， －1 均在 2． 5 m·s 以下， 月平均风速的年变化仅有单 峰值一般出现 6 —7 月， 风速可达 3． 0 m · s 左 峰， 北东北、 右。塔中地区春夏季都盛行偏东风。其中， 东北、 东东北和东 4 个风向占到年风向的 59． 5% ， 〔8 〕 年沙尘天气日数平均为 97． 4 d 。 本文数据来源于塔中站西北 2． 2 km 处的塔中 A 站（ 38°58'N， 83°38'E ， 海拔 1 093 m） ， 该试验场地 平坦开阔， 在试验场的东南方向 1 km 处有一条沙 垄， 沙垄与试验场的平均高差达 30 m， 由于该沙垄 对观测 走向与塔中地区的主导风向一致且距离远 ， 试验并无影响。 塔中 A 站主要观测项目有风、 温、 湿梯度， 辐射分量， 土壤温度、 湿度和土壤热通量， 风、 温、 湿脉动超声 （ 表 1 ） 。 观测数据周期从 2008 年 10 月 1 日至 2009 年 9 月 30 日， 部分数据因仪器 故障导致缺失， 数据模拟采用 30 min 的平均数据。
〔2 － 3 〕
的地表粗糙度、 地表反照率、 地表比辐射率和土壤导 热率的参数值， 或参数化方案在沙漠下垫面的模拟 效果与观测数据之间的差异， 重新校正参数值， 修正 改进并提高 CoLM 在沙漠地区的模拟 参数化方案， 能力。在此之前， 刘永强等
〔6 〕
， 对
我国西北干旱区地表陆面过程参数的确定取得进
－1
分析了地表比辐射
率和地表热力学粗糙度， 并模拟了炎热期 45 d 的数 据。鉴于此， 本文通过对陆面过程关键参数及参数 化方案的改进， 采用新方法重新分析了地表动力学 粗糙度长度， 精确了地表比辐射率， 将地表反照率由 同时进行了一年期的数 参数值改变为参数化方案， 据模拟和逐月的误差分析。
1
试验站点和数据
〔1 〕 6 2
展， 但是， 在荒无人迹的塔克拉玛干沙漠地区， 由于 以前观测资料少， 对其陆面过程规律的认识还相对 有限， 陆面过程参数也未能很好地确定 ， 甚至部分参 数没有任何观测数据支持。 张强等
〔4 〕
认为， 在国际
上主要的大气模式中， 我国西北干旱区网格点上基 本是用类似区域的陆面过程参数化方案来代替 ， 这 也许正是大多数模式对该区域预报不准确的原因之 一。因此， 在沙漠下垫面开展陆面过程综合观测试 验， 通过现场数据校正陆面过程关键参数值 ， 改进其 由此来推动中尺度数值预报模式的预 参数化方案， 报精度具有非常重要的科学意义 。 本文以新疆塔克拉玛干沙漠腹地流动沙漠为研 究区域， 开展陆面过程观测和模拟试验， 通过研究沙 漠近地面湍流通量的变化特征、 地气间的能量交换， 分析沙漠陆面过程的关键参数和参数化方案 。研究
学院 ， 新疆 乌鲁木齐 830046 ； 2． 绿洲生态教育部重点实验室 ， 新疆 乌鲁木齐 830046 ； 3． 新疆大学智慧城市与环境建模重点实验室 ， 新疆 乌鲁木齐 830046 ； 4． 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所 ， 新疆 乌鲁木齐 830002 ； 5． 塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站 ， 新疆 塔中 841000 ） 摘 要： 通过对塔克拉玛干沙漠腹地观测数据的分析和模拟 ， 重新修正了陆面过程模型 CoLM 中的关键参数值和
CO2 / H2 O 脉动 短波、 长波辐射
3 m 1． 5 m
Licor 7500 Kipp ＆ Zonen CNＲ － 1
H2 O 为 0 ～ 42 g·m － 3 采样频率： 20 Hz， 量程： CO2 为 0 ～ 5 000 mg·m － 3 ， CM3 ： 响应时间 18 s， 线性错误 ＜ 25 W · m － 2 ， 光谱范围： 305 ～ 2 800 nm， 日曝辐量精度： ± 10% ； CG3 ： 响应时间 18 s， 线性错误 ＜ 25 W · m －2， 光谱范围： 50 ～ 500 nm， 日 曝 辐 量 精 度： ± 10% ； 工 作 温 度： － 40 ～ 70 ℃
〔10 〕
采用超声风温脉动数 具有普适性。为了提高精度， 据计算法， 利用中性、 稳定和不稳定条件下的全部数 据， 选择有稳定度修正项 Ψ m 的风速廓线方程 （ 3 ） ， 得到计算 z0m 的方程（ 4 ） 。 U= u* k