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生物圈-气候相互作用(三) 生物圈-气候相互作用(三) 季劲钧 季劲钧 中国科学院大气物理研究 所 植被气候相互作用的模式化 气候模式的发展: 过去,现在和未来 气候模式中陆面过程模式的作用 气候模式中陆面过程模式的作用 1. 描述地气间动量能量和物质(水和气体) 的交换. 2. 提供一个描述气候影响水资源,粮食和纤 维的框架 3. 描述气候与能的利用(碳循环,城市,供暖 等) 4. 描述气候与生态系统的联系. Ecosystem Land Surface Model Carbon Radiation Nitrogen Energy Energy Water 陆地表面过程研究对象 陆地表层和近地层大气 土壤表层 植被冠层 近地层大气 物理过程 生物地球化学过程 生态过程 冠层顶 冠层 d 0c 冠层底 Z 地被层 0c 土壤表层 根区 I. 对复杂多样的地表及过程建立 一个统一的模型 II. 由单一班块到区域或全球的拓 展 生物圈模型的发展 • 静态的经验模型 F=f(T,P) • 动态的 BGC (生物地球化学模型) 生理生态过程+地表水分能量平 衡,时间步长逐渐减小(月-日) F (t)=f (T(t), P(t)) i i • 动力生物圈模型(succession) 植被结构,功能和地理分布变化 F(S t)=f(T(t),P(t), S ) i i • 生物地理模型 气候判据 ＋ 地表水分、能量平衡 (T,P)– F(X,Y) • 现代发展： BGC ＋演替过程 ――新植被动力学模型 物理气候模式中的生物圈模型 Charact. process O utput α, Z 0 physical H , E, M α(t), Z 0 (t),rstom (t),LAI(giv) biophys. H, E, M , η, T s biom.(giv),α(t), Z (t), biophys.-biochem . H , E, M , η, T , CO 0 s 2 rstom (t),LAI(giv) biom(t),