基于陆面数据同化系统改进中国区域土壤湿度的模拟研究.pdf

第３６卷　 第３期 高　 原　 气　 象 Ｖｏｌ. ３６　 Ｎｏ. ３ ２０１７年６月 ＰＬＡＴＥＡＵ ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＹ Ｊｕｎｅꎬ２０１７ － 赖欣ꎬ文军ꎬ范广洲ꎬ等. ２０１７. 基于陆面数据同化系统改进中国区域土壤湿度的模拟研究[Ｊ]. 高原气象ꎬ３６(３):７７６ ７８７. Ｌａｉ ＸｉｎꎬＷｅｎ ＪｕｎꎬＦａｎ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕꎬｅｔ ａｌ. ２０１７. Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｖｅｒ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｍａｉｎ ｌａｎｄ ｂｙ ＬＤＡＳ￣ＩＡＰ/ － － ＣＡＳ￣１.０[Ｊ]. Ｐｌａｔｅａｕ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙꎬ３６(３):７７６ ７８７. ＤＯＩ:１０.７５２２/ｊ. ｉｓｓｎ. １０００ ０５３４. ２０１６.００１２６. 基于陆面数据同化系统改进中国区域 土壤湿度的模拟研究 １ １ １ꎬ２ ３ １ １ １ 赖　 欣 ꎬ 文　 军 ꎬ 范广洲 ꎬ 宋海清 ꎬ 张永莉 ꎬ 朱丽华 ꎬ 王炳赟 (１. 成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室/ 气候与环境变化联合实验室ꎬ成都　 ６１０２２５ꎻ２. 南京信息工程 大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心ꎬ南京　 ２１００４４ꎻ３. 内蒙古自治区生态与农业气象中心ꎬ呼和浩特　 ０１００５１) 摘要:利用中国区域地面气象要素驱动数据集(Ｃｈｉｎａ ＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＦｏｒｃｉｎｇＤａｔａｓｅｔꎬＣＭＦＤ)ꎬ驱动中国 科学院大气物理研究所陆面数据同化系统(ＬＤＡＳ￣ＩＡＰ/ ＣＡＳ￣１.０)ꎬ得到了２００３ ２０１０年中国区域土壤 湿度数据集ꎬ同时不考虑同化卫星遥感亮温数据ꎬ直接驱动ＣＬＭ３.０模拟了２００３ ２０１０年中国区域土 壤湿度时空变化ꎮ 将二者土壤湿度模拟结果、地面土壤湿度观测值、美国国家环境预报中心(ＮＣＥＰ)气 候再分析数据(ＣＦＳＲ)、基于主动和被动微波传感器的全球土壤湿度数据(ＳＭ￣ＭＷ)进行对比分析发 现ꎬ考虑同化卫星遥感亮温后与不考虑同化模拟的土壤湿度空间分布有明显差异ꎮ 将模拟、同化土壤湿 度值与观测值对比发现ꎬ同化后的青海、甘肃、宁夏和陕西地区土壤湿度较模拟结果有一定的改善ꎮ 相 对于ＣＦＳＲ再分析数据和ＳＭ￣ＭＷ遥感反演数据ꎬ模拟和同化土壤湿度值在３５°Ｎ 以南对土壤湿度空间 分布的细节刻画更为细致ꎮ 同化卫星遥感亮温数据后ꎬ从２００３ ２０１０年土壤湿度四季和年平均空间分 布看出ꎬ土壤湿度空间分布从西北向东南增加ꎮ 东北、江淮地区及青藏高原为土壤湿度高值区ꎬ新疆和 内蒙古为土壤湿度低值区ꎮ 从变化趋势来看ꎬ 内蒙古、青藏高原和新疆南部年平均土壤湿度呈增加趋 势ꎬ其他地区以减小趋势为主ꎮ 关键词:土壤湿度ꎻ模拟ꎻ同化ꎻ时空分布 文章编号:１０００￣０５３４(２０１７)０３￣０７７６￣１２　 　 中图分类号:Ｐ４９　 　 文献标志码:Ａ － ＤＯＩ:１０.７５２２/ｊ. ｉｓｓｎ. １０００ ０５３４. ２０１６.００１２６ 受土壤类型等参数的不确定性影响存在反演误差ꎮ １　 引言 陆面模式受物理过程参数化方案以及大气强迫、地 － 表数据等不确定因素的影响ꎬ模拟的土壤湿度还很 土壤湿度是陆面 大气相互作用过程中的重要 物理量ꎮ 它通过改