Shuang SUN,Donghai ZHENG,Shaomin LIU,Ziwei XU,Tongren XU,Hui ZHENG,Xiaofan YANG[1]（2022）在《Assessment and improvement of Noah-MP for simulating water and heat exchange over alpine grassland in growing season》文中研究指明Alpine grassland is the main ecosystem of the Tibetan Plateau（TP）, thus accurate simulation of water and heat exchange in the grassland will significantly enhance the understanding of the land-atmosphere interaction process on the TP. In this study, we assessed and improved the ensemble numerical simulations of the community Noah land surface model with multiparameterization options（Noah-MP） by using observations collected from four alpine grassland observation sites. The four observation sites belong to the upper Heihe River Basin Integrated Observatory Network located in the northeastern part of the TP. First, an ensemble of 1008 numerical simulation experiments, based on multiparameterization options of seven physical processes/variables in the Noah-MP, was carried out for the vegetation growing season. The Taylor skill score was then used to assess the model performance and select the optimal combination of parameterization options for a more exact simulation of the water and heat exchange in alpine grassland. The accuracy of Noah-MP simulation was further improved by introducing new parameterizations of thermal roughness length, soil hydraulic properties, and vertical root distribution. It was found that:（1）Simulation of water and heat exchange over alpine grassland in the growing season was mainly affected by the parameterizations of dynamic vegetation, canopy stomatal resistance, runoff and groundwater dynamics, and surface exchange coefficient for heat transfer. Selection of different parameterization options for these four physical processes/variables led to large differences in the simulation of water and heat fluxes.（2） The optimal combination of parameterization options selected in the current Noah-MP framework suffered from significant overestimation of sensible heat flux（H） and underestimation of soil moisture（θ） at all observation sites.（3） The overestimation of H was significantly improved by introducing a new parameterization of thermal roughness length. Furthermore, the underestimation of θ was resolved by introducing a new parameterization of soil hydraulic properties that considered the organic matter effect and a new vertical distribution function for the vegetation root system. The results of this study provide an important reference for further improving the simulation of water and heat exchange by using the land surface model in alpine grassland.
Huijun Wang,Yongjiu Dai,Song Yang,Tim Li,Jingjia Luo,Bo Sun,Mingkeng Duan,Jiehua Ma,Zhicong Yin,Yanyan Huang[2]（2022）在《Predicting climate anomalies:A real challenge》文中进行了进一步梳理过去几十年,气候变化和极端气候事件造成的经济损失和灾害显着增加.虽然全球的科学家在理解和预测气候变异方面做出了巨大的努力,但当前在气候预测领域仍然存在几个重大难题.2020年,依托于国家自然科学基金基础科学中心项目的气候系统预测研究中心（CCSP）成立了,该中心旨在应对和处理气候预测领域的三大科学难题:厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）预测,延伸期天气预报,年际-年代际气候预测,并为更加准确的气候预测和更加有效的灾害防御提供科学依据.因此,本文介绍了CCSP的主要目标和面对的科学挑战,回顾了CCSP在季风动力过程,陆-气相互作用和模式开发,ENSO变率,季节内振荡,气候预测等方面已取得的重要研究成果.未来CCSP将继续致力于解决上述领域的关键科学问题.
LI Qian,YANG Tao,LI Lan-hai[3]（2021）在《Impact of forcing data and land surface properties on snow simulation in a regional climate model: a case study over the Tianshan Mountains, Central Asia》文中研究表明Snow is a key variable that influences hydrological and climatic cycles. Land surface models employing snow physics-modules can simulate the snow accumulation and ablation processes. However,there are still uncertainties in modeling snow resources over complex terrain such as mountains.This study employed the National Center for Atmospheric Research’s Weather Research and Forecasting（WRF） model coupled with the NoahMultiparameterization（Noah-MP） land surface model to run one-year simulations to assess its ability to simulate snow across the Tianshan Mountains. Six tests were conducted based on different reanalysis forcing datasets and different land surface properties.The results indicated that the snow dynamics were reproduced in a snow hydrological year by the WRF/Noah-MP model for all of the tests. The model produced a low bias in snow depth and snow water equivalent（SWE） regardless of the forcing datasets.Additionally, the underestimation of snow depth and SWE could be relatively alleviated by modifying the land cover and vegetation parameters. However, no significant improvement in accuracy was found in the date of snow depth maximum and melt rate. The best performance was achieved using ERA5 with modified land cover and vegetation parameters（mean bias =-4.03 mm and-1.441 mm for snow depth and SWE,respectively）. This study highlights the importance of selecting forcing data for snow simulation over the Tianshan Mountains.
郑颖[4]（2021）在《基于数值模拟的毛乌素沙地植被变化对区域气候和水分平衡影响研究》文中研究表明土地利用/覆盖变化（Land use and land cover change,LUCC）对气候变化的影响是全球变化研究的重要内容之一。陆地植被变化是LUCC的重要表征,其可通过改变植被覆盖度、地表反照率等生物地球物理属性,调节地表能量平衡和水分循环,进而对区域气候要素和水分平衡产生重要影响。地处干旱半干旱区的毛乌素沙地作为“黄河流域生态保护和高质量发展”国家战略的重要组成部分,是典型的生态环境脆弱区与气候变化敏感区,曾经是我国荒漠化最严重的地区之一。自2000年以来,随着一系列生态恢复工程的实施,该地区植被状况呈现明显好转、生态环境得到显着改善,已成为我国植被恢复和荒漠化逆转最为成功的案例。然而,大规模植被变化对区域气候的生物地球物理调节效应以及对水分平衡的影响仍然缺乏定量评估,亟待开展深入研究。本文以毛乌素沙地为研究对象,首先基于归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）查明了植被变化的时空特征,并区分了气候变化和人类活动对植被变化的相对贡献;其次,采用数值模拟法,利用WRF-Noah陆-气耦合区域气候模式,定量评估了植被变化对气温、降水等关键气候要素的影响并阐明了其物理过程和机制,在此基础上,进一步评估了植被变化对区域水分平衡的影响;最后,从极端土壤湿度变化的角度模拟了陆面蒸散改变对区域降水的影响潜力,并与外界水汽输送改变对降水的影响相比较,探讨了区域陆面过程（如蒸散）与大尺度大气过程（如外界水汽输送）对降水的相对重要性。本研究可为干旱半干旱地区植被恢复与生态建设提供理论支撑,为深入理解当地气候变化的归因、科学应对气候变化并制定适应性策略提供科学参考,并有望充实和完善植被-气候关系的基础理论。主要研究结果和结论如下:1.2001-2018年毛乌素沙地约有86%的区域植被生长季（5-9月）NDVI呈显着增长趋势（p<0.05）,区域平均变化率为0.049 decade-1。植被状况的显着好转受到气候变化和人类活动的共同影响,其中,大部分区域人类活动的贡献率超过80%,而同期气候变化的贡献率通常不足20%。2.毛乌素沙地植被恢复使夏季地表生物地球物理属性发生强烈改变,植被覆盖度和叶面积指数大幅增加,而地表反照率有所降低。模拟结果显示,响应于植被变化,夏季日均气温降低了0.13-0.32℃,并且夜间最低气温的降温幅度（0.15-0.47℃）明显大于白天最高气温（0.04-0.13℃）,这种不对称降温效应导致气温日较差增加了0.1-0.37℃。同时,植被恢复具有微弱的增湿效应,气温和比湿的联合响应使地面空气热含量减少了0.1-0.4 k J/kg,为当地夏季带来略微冷湿的气候环境条件。此外,植被恢复在一定程度上引起夏季极端高温事件强度和频率的减少以及极端低温事件强度和频率的增加。植被恢复对日均气温产生的降温效应主要归因于蒸散的增加,而土壤热通量的昼夜循环减弱在最低气温变化中发挥了更大的作用。3.毛乌素沙地植被恢复引起区域夏季蒸散增加了0.17 mm day-1,增幅为8%,相当于整个沙地的夏季蒸散耗水量增加了约3.5×108 m3。但由于水汽增加未能引起明显的降水正反馈,同时蒸散冷却作用使大气趋于稳定,在一定程度上会抵消水汽增加可能对降水产生的积极影响,因此,植被恢复对区域降水的影响可忽略不计。由于水分亏缺得不到降水反馈的补偿,使区域地表水分平衡被打破,导致0-200 cm深度的土壤湿度有所减少,且深层土壤水分的消耗超过表层。4.陆面蒸散变化对毛乌素沙地降水的影响潜力很小,当地降水变化主要受到外界水汽输送的支配。水汽通量辐合（MFC）高值时期的区域降水量比低值时期高出70%以上,同时中高强度降水(>10 mm day-1)有所增多。降水变化可分解为影响水汽供应能力的直接贡献以及影响降水效率的间接贡献。高MFC主要通过提高降水效率从而显着增加降水;土壤湿度改变引起的蒸散增加仅在MFC高值时期通过间接贡献对区域平均降水有一定的积极影响,但这种效应相对较小,对降水的作用也不显着。综上所述,毛乌素沙地植被恢复导致的蒸散增加对区域夏季气温具有明显的降温效应,这在一定程度上有助于缓解当地气候变暖以及极端气温事件对生态系统造成的负面影响,但这种变化却不足以促进区域降水的增加。该地区降水主要受到外界水汽输送变化的强烈影响,而陆面蒸散变化对降水的影响潜力很小,进一步说明即使区域陆面状况有较大程度的改变（如大规模植被恢复）,由其引发的蒸散变化对降水产生的生物地球物理反馈可能也将十分有限。需要引起重视的是,植被覆盖增加造成的水分亏缺得不到降水反馈的补偿,反而造成土壤水分减少,可能会加剧水资源短缺,将不利于维持当前植被恢复和生态系统服务的可持续性。因此,本研究建议未来干旱半干旱地区的植被恢复与生态建设,应综合权衡植被-气候-水文之间的关系,植被建设要与当地气候和生态承载力相适应,以实现区域可持续发展。
马小刚[5]（2021）在《CLM中植被发射率方案的发展及其对青藏高原地表温度的模拟》文中提出青藏高原作为地球“第三极”,在全球变暖背景下,过去几十年其增暖速度显着高于全球平均;与此同时,发生在青藏高原的巨大动力和热力作用,也显着影响其上下游地区乃至全球的大气环流。目前,青藏高原本身的观测数据仍旧不足,高原区域的地表能量和水分收支状况,以及其与上空及周围区域大气的相互作用机理仍需深入研究。因而,进一步理解青藏高原的陆面过程,从而更真实的刻画高原地表能量和水分收支状况,已经成为研究青藏高原陆-气相互作用的关键一环。针对目前青藏高原区域陆面过程模拟研究存在的不足,本研究以表征地表能量收支和陆-气间能量、水分交换的重要变量—地表温度为切入点,以陆面过程模型CLM（Community Land Model）为主要工具,结合地面站点观测数据和卫星遥感数据,首先发展了更为合理的植被发射率参数化方案,分析了植被发射率对地表能量收支和地面积雪过程的影响,探讨了新发展的方案在北半球的适用性;在此基础上,对青藏高原地表温度的长时间序列、高分辨率模拟结果进行了评估,通过优化模型中的物理参数化方案提高了模型对高原昼、夜地表温度的模拟精度;最后,利用多套大气强迫数据分析了高原地表温度模拟对大气强迫数据各物理量不确定性的敏感程度,进一步量化了这些不确定性对地表温度模拟不确定性的实际贡献。得到以下主要结论:（1）发展了更为合理的植被发射率参数化方案,使CLM4.5能够更准确的模拟植被发射率。原始模型模拟的植被发射率虽然能够刻画出植被发射率随植被叶茎面积指数增加而增大的趋势,但与MODIS（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer）的观测值（～0.98）相比,却存在明显的低估现象（0.70～0.80）,尤其是在冬季和春季。新发展的植被发射率方案考虑了不同植被类型,通过可调参数限制最低植被发射率值,同时通过植被实际叶茎面积指数与最大叶茎面积指数的比值来反映植被冠层内部对辐射的多重反射特征,使新方案能够更准确地模拟出植被发射率。结果显示,新发展的方案能够更合理的模拟出植被发射率值（～0.95）。（2）新发展的植被发射率方案能够更准确的模拟北半球冬季和春季的地面积雪。与原始植被发射率方案相比,新发展的方案能够得到更大的植被发射率值,植被会释放更多的长波辐射到达地面,产生了更多的地面净长波辐射;另一方面,降低植被温度,减弱了植被截流水分的蒸发损失,同时提高了露/霜凝结在植被表面的可能性,导致植被冠层会累积更多的冠层水,通过增加植被冠层固态滴落,从而增加地面降雪。新发展的植被发射率方案对地面能量和积雪过程的影响,减小了北半球中、高纬度区域的地面积雪覆盖模拟误差。总体来看,在冬季和春季,新方案分别提高了约20万km2和35万km2的地面积雪覆盖模拟。（3）评估并提高了CLM5.0对青藏高原昼、夜地表温度的模拟精度,从物理参数化方案角度揭示了限制该区域地表温度准确模拟的因子。通过与MODIS/Aqua卫星反演的地表温度数据比较,发现模型虽然可以很好的刻画青藏高原昼、夜地表温度的空间分布特征（空间相关系数大于0.75）,但模拟的地表温度却存在明显误差,且有很强的空间变异性。通过优化地面感热粗糙度长度方案,减小裸土区域白天地表温度的冷偏差;将有机质和砾石以体积分数的形式进行量化,调整土壤导热率方案,减少白天（夜晚）从地面（深层土壤）向深层土壤（地面）传输的热量,从而提高模型对高原昼、夜地表温度的模拟精度;通过对土壤蒸发阻抗方案调整,使其更适用于高原的砂质土壤,优化了模型对高原夏季蒸散发量和表层土壤湿度的模拟,提高了高原昼、夜地表温度的模拟精度。此外,积雪覆盖模拟和大气强迫数据的误差也会影响青藏高原地表温度的模拟精度。（4）评估了不同大气强迫数据对高原地表温度的模拟能力,探索了高原地表温度对大气强迫数据不确定性的敏感程度,量化了大气强迫数据各物理量的不确定性对高原地表温度模拟不确定性的实际贡献。使用四套大气强迫数据CMFD（China Meteorological Forcing Dataset）、CRU-NCEP（Climatic Research Unit-National Centers for Environmental Prediction）、GSWP（Global Soil Wetness Project）和WFDEI（Water and Global Change Forcing Data/ERA-Interim）驱动CLM5.0,模拟的地表温度空间相关系数均大于0.50,但CMFD驱动的模拟结果能够最好的描述青藏高原的昼、夜地表温度、季节与多年平均地表温度特征。敏感性分析结果表明:青藏高原地表温度模拟对气温的不确定性最敏感;对降水的不确定性有最低的敏感性。定量分析大气强迫数据中各物理量不确定性对地表温度模拟不确定性的实际贡献表明:对整个青藏高原全年平均地表温度的不确定性而言,长波辐射、降水、气温和短波辐射的不确定性分别贡献了39%、19%、18%和16%的地表温度不确定性。此外,对高原西部冬季和春季的地表温度模拟不确定性而言,分别有34%和38%来自降水的不确定性。这主要是由于不同强迫数据集中降水具有最强的不确定性,会通过影响地面积雪覆盖的不确定性,影响地面吸收短波辐射的不确定性,从而显着影响高原西部冷季的地表温度模拟。本文的研究结果加深了对数据稀疏区域—青藏高原的地表能量和水分收支状况的认知,在区域尺度上为更好的理解整个青藏高原陆面过程提供了有效的工具,为探讨青藏高原更真实的陆-气相互作用奠定基础。
吕哲敏[6]（2021）在《湖泊过程对区域及全球气候预报的影响》文中认为在气候系统中,湖泊通过改变不同时空尺度上陆面与大气间水热交换过程,对区域的天气和气候系统产生影响。由湖-气相互作用引起的中尺度过程不仅会改变区域气候特征,而且气候系统中不同大气环流尺度间的相互作用会影响区域和全球气候预报的准确性。本研究不仅探索了湖泊过程对区域及全球气候预报的影响,而且为湖泊气候过程的深入理解和气候预报技能的提高提供依据。在全球气候预报模式CFS（Climate forecast system）中耦合入FLake（Freshwater Lake Model）湖泊模式,湖-气耦合模式CFS-FLake利用次网格技术对湖泊的空间分布进行充分描述。运用确定性和概率性预报评估指标进行模式评估,表明该耦合模式不仅可以描述出湖泊网格的全球分布,并且考虑湖泊过程及其与大气的相互作用可以提高区域气候预报的准确性。通过比较耦合前后模式预报结果的差异体现湖泊对气候预报结果的影响,并且利用距平相关系数AC（Anomaly Correlation）来量化气候预报结果与观测数据间的相关程度。获得以下主要结果:（1）根据1997-2016年CFS和CFS-FLake对全球气候回顾性集成预报结果,表明该耦合模式具有预报全球气候的能力。在北美五大湖区,CFS和CFS-FLake对冬季湖泊表面温度的预报平均误差分别为2.5°C和1.4°C,显着提高的网格主要出现在密歇根湖的北部和南部、苏必利尔湖的东南部和休伦湖的北部。两个模式对冬季预报降水量与观测值的偏差分别为17.7 mm和9.9 mm,其相应的偏差百分比分别为30.8%和17.3%。CFS-FLake也能够预报出湖冰厚度随时间的变化趋势,明显地提高了湖冰厚度和空间分布的预报准确性。此外,确定性和概率性评估结果显示CFS-FLake对空气温度和各降水事件的预报准确性均高于CFS,并且预报概率更接近于观测事件的发生频率。（2）针对北美五大湖引起的水热交换变化对该区域气候预报结果的影响,CFSFLake与CFS的湖泊表面温度最大正温差和负温差分别为8°C和-11°C,CFS-FLake对降水的改变主要表现为降低降水量,最大降幅超过38 mm。基于湖泊表面温度和降水量的变化,CFS中湖泊模块的加入能够影响陆-气系统中能量交换过程,尤其湖泊表面的感热和潜热通量发生显着地变化。由于降水变化的复杂性,水平和垂直大气运动分析结果表明大湖区降水量变化主要受到局地大气运动的影响,并且湖泊会改变上空大气的稳定性,从而改变区域降水量。基于湖泊在区域气候预报中产生的影响,进一步分析湖泊对次季节到季节内气候预报技能的作用。在不同预报时长（WEEK 1-4）下,CFS-FLake降水量的预报技能均高于CFS,同时湖泊能够减缓AC随预报时长增加而骤减的趋势。（3）CFS-FLake不仅能够预报出与实际相接近的北半球湖泊冰期,而且能够预报出合理的湖冰空间分布以及湖冰厚度随时间的增长和消融过程。在评估湖冰和湖泊表面热通量随时间变化的预报准确性时,发现潜热通量对湖泊表面温度和湖冰覆盖度存在重要的反馈作用。在CFS-FLake的预报结果中,北半球的非结冰和结冰湖泊网格的感热通量和潜热通量会在湖冰作用下产生明显的季节变化差异,并且湖泊冰期的预报准确性对湖泊表面热通量的时间变化产生直接影响。此外,湖泊冰期预报较好和较差网格对应的气温预报AC值分别为0.52和0.35,说明湖泊冰期预报的准确性会影响区域气候预报技能。（4）全球的气温、地表温度、降水量和蒸发量在湖泊的作用下均发生变化,其中湖泊对全球地表蒸发量的空间分布表现出明显的改变。位于中纬度的湖泊表面蒸发量在秋季明显高于陆地,并且增大的湖泊-空气温差增强了湖泊表面与大气间相互作用强度。同时,湖泊表面热通量的空间和时间变化表明不同湖泊对潜热通量影响的时间段不同,而深湖对感热通量的影响具有作用时间长的特点。根据空气温度AC的变化,发现其变化量的空间分布与湖泊的全球空间分布相似,并随着网格中湖泊覆盖百分比的增大而增大,部分网格已超过0.3。此外,比较ENSO年（2014-2016）中南非季风区和北美洲北部非季风区的大气环流形势,说明湖泊主要引起近地表大气稳定性的降低,其中季风环流影响下湖泊效应降水量的变化明显高于非季风区。本研究发展了一个近似真实的湖泊-气候耦合模式CFS-FLake,该模式提高了对区域气候的预报准确性,并且弥补观测数据的局限性。通过各研究内容,不仅完善了对湖-气相互作用机制的理解为湖泊气候研究提供可靠依据,而且更准确的量化了湖泊对气候预报的影响为气候预报系统的完善提供支持。
Baoqing ZHANG,Lei TIAN,Xining ZHAO,Pute WU[7]（2021）在《Feedbacks between vegetation restoration and local precipitation over the Loess Plateau in China》文中指出The implementation of large-scale vegetation restoration over the Chinese Loess Plateau has achieved clear improvements in vegetation fraction, as evidenced by large areas of slopes and plains being restored to grassland or forest.However, such large-scale vegetation restoration has altered land-atmosphere exchanges of water and energy, as the land surface characteristics have changed. These variations could affect regional climate, especially local precipitation. Quantitatively evaluating this feedback is an important scientific question in hydrometeorology. This study constructs a coupled land-atmosphere model incorporating vegetation dynamics, and analyzes the spatio-temporal changes of different land use types and land surface parameters over the Loess Plateau. By considering the impacts of vegetation restoration on the water-energy cycle and on land-atmosphere interactions, we quantified the feedback effect of vegetation restoration on local precipitation across the Loess Plateau, and discussed the important underlying processes. To achieve a quantitative evaluation, we designed two simulation experiments, comprising a real scenario with vegetation restoration and a hypothetical scenario without vegetation restoration.These enabled a comparison and analysis of the net impact of vegetation restoration on local precipitation. The results show that vegetation restoration had a positive effect on local precipitation over the Loess Plateau. Observations show that precipitation on the Loess Plateau increased significantly, at a rate of 7.84 mm yr-2, from 2000 to 2015. The simulations show that the contribution of large-scale vegetation restoration to the precipitation increase was about 37.4%, while external atmospheric circulation changes beyond the Loess Plateau contributed the other 62.6%. The average annual precipitation under the vegetation restoration scenario over the Loess Plateau was 12.4% higher than that under the scenario without vegetation restoration. The above research results have important theoretical and practical significance for the ecological protection and optimal development of the Loess Plateau, as well as the sustainable management of vegetation restoration.
邵东航[8]（2021）在《面向卫星遥感观测的积雪反照率时变模拟研究》文中研究指明积雪表面光谱反射率和反照率在地球气候系统中占有重要地位。卫星遥感观测和数值模型过去几十年的积累和发展为积雪辐射传输研究带来了新一轮的契机。然而针对积雪辐射传输遥感观测和数值模拟的对应和融合研究仍然存在以下问题。传统的参数化陆地表面模型仅能模拟宽波段的积雪表面反照率,却无法准确模拟连续精细光谱波段的积雪表面光谱反射率,而连续精细的积雪光谱反射率却是目前大多数卫星传感器的主要观测数据。因此,陆地表面模型模拟与卫星遥感观测有明显的差距。卫星遥感观测的积雪反射信息与陆地表面模型的结合往往是利用直接插入或数据同化的方法将遥感数据融合到陆地表面模型,然而目前少有研究方法能够直接基于陆地表面模型模拟和预测卫星遥感观测的相应波谱范围的积雪反射信息。针对以上科学问题,本论文以黑河流域上游为研究区,分别从高寒山区积雪反照率模型改进及单点尺度上长时间序列积雪反照率重建模型发展、面向卫星遥感观测的寒区积雪辐射传输模型集成、寒区集成积雪辐射传输模型评估及时空无缝的积雪反照率产品制备、基于寒区集成积雪辐射传输模型模拟面向卫星遥感观测的高光谱分辨率积雪反照率四个方面进行了深度的研究,并得到了以下几项主要结果:（1）提出了一种长时间序列单点尺度的积雪反照率重建方案。结合太阳天顶角和方位角的余弦校正法改进了基于ART（Asymptotic Radiative Transfer）模型的高寒山区积雪反照率遥感反演方法。结合Jordan91积雪粒径演化模型改进了基于TARTES（Two-stre Am Radiative Transf Er in Snow model）模型的积雪反照率正向模拟方法。利用半变异函数中的球状模型系统评价了积雪观测站点的空间代表性。提出了一种将高分辨率遥感数据作为中间尺度转换数据,并利用站点数据标定高分辨率遥感数据,进而对低分辨率遥感数据进行真实性检验的简单尺度转换方法。基于积雪观测站点实测积雪属性数据、多源卫星遥感观测数据以及气象驱动数据,驱动改进的积雪反照率反演模型和改进的积雪反照率正向辐射传输模型,进而建立了一套长时间序列单点尺度的积雪反照率模拟方案。新的模拟方案获取的长时间序列积雪反照率数据相比于积雪观测站点实测的“真实积雪反照率”存在11%的低估,而该方案模拟结果相比于NASA（National Aeronautics and Space Administration）的MOD10A1 SAD积雪反照率产品提高了6%的有效精度。（2）提出了一个耦合积雪辐射传输模块、积雪水文模块以及寒区陆面过程模块的寒区集成积雪辐射传输模型CSRT（Cold region Snow Radiative Transfer model,CSRT）。为解决面向卫星遥感观测的积雪反射信息模拟预测问题,本论文耦合了基于GBEHM（Geomorphology-Based Eco Hydrological Model）模型的积雪质量平衡过程与基于FZ06（Flanner Zender）模型的积雪粒径演化过程,耦合了基于GBEHM模型的积雪能量平衡过程与基于SNICAR（Snow,Ice,and Aerosol Radiative）模型的积雪辐射传输过程。此外,通过耦合积雪水文模块与积雪辐射传输模块和积雪粒径演化模块,细致地追踪了太阳辐射能量在积雪层中的传输和吸收过程,该过程大大改善了积雪辐射传输过程模拟的精度。CSRT模型不仅能够模拟基本的积雪辐射参数,亦能模拟积雪过程参数。基于站点的雪深观测数据和基于MODIS的积雪二值数据针对模拟结果验证表明,站点观测的雪深与CSRT模型模拟的雪深的RMSE（Root Mean Squared Error）为14.5 mm。遥感观测的积雪日数与CSRT模型模拟的积雪日数的RMSE为5天,CSRT模型模拟的雪深和积雪日数具有较高的精度。（3）研制了一套黑河流域上游时空无缝的逐小时宽波段积雪反照率数据产品。CSRT模型模拟的宽波段积雪反照率具有良好的精度,其与大冬树垭口观测站和景阳岭观测站实测积雪反照率相比仅存在3%和4%的偏差,CSRT模型的模拟偏差大大低于传统参数化方法10%和14%的模拟偏差。基于CSRT模型,制备了一套2000～2015年黑河流域上游、空间分辨率为1 km、时间分辨率为1小时且时空无缝的宽波段积雪反照率产品。针对新制备的宽波段积雪反照率产品年际变化分析表明,自2000～2015年以来,黑河流域上游平均宽波段积雪反照率呈现波动降低的趋势,降幅为0.03。（4）提出了一种面向卫星遥感观测的高光谱分辨率积雪反照率建模方案。在本论文中,通过引入太阳入射通量光谱分布函数,CSRT模型实现了覆盖整个短波波段高光谱分辨率的积雪反射率和积雪反照率模拟,进而构建了一套面向多源卫星遥感观测的高光谱分辨率的积雪反射信息模拟预测方案。研究结果表明,CSRT模型能够准确模拟大空间尺度、连续时间序列的积雪表面反射率信息。CSRT模型将积雪光谱反射率的模拟范围扩展到了整个短波波段,且能够根据大气强迫数据、积雪光学特性数据、地表特征数据预测太阳光谱区积雪光谱反射率的变化。CSRT模型模拟的窄波段积雪反照率与面向MOD09GA反射率数据反演的窄波段积雪反照率的Kappa系数为0.5,二者具有良好的空间一致性。与此同时,本项研究提出的面向卫星遥感观测的窄波段积雪反照率模拟方案与遥感卫星观测结果在时间序列上具有很好的一致性,而且可以预测和模拟卫星遥感数据缺失时段的窄波段积雪反照率。本项研究发展的CSRT集成模型是对传统陆地表面过程模型直接模拟卫星遥感观测的一项重大改进。CSRT集成模型方案有助于多源遥感观测资料与积雪水文过程和陆地表面过程模型进行有效的结合,大大促进卫星遥感观测资料在陆地表面建模中的应用。此外,基于CSRT集成模型制备的时空无缝的宽波段积雪反照率产品将有效改善高寒山区陆面过程模拟及区域气候变化模拟的精度。
CHEN Fahu,WU Shaohong,CUI Peng,CAI Yunlong,ZHANG Yili,YIN Yunhe,LIU Guobin,OUYANG Zhu,MA Wei,YANG Linsheng,WU Duo,LEI Jiaqiang,ZHANG Guoyou,ZOU Xueyong,CHEN Xiaoqing,TAN Minghong,WANG Xunming,BAO Anming,CHENG Weixin,DANG Xiaohu,WEI Binggan,WANG Guoliang,WANG Wuyi,ZHANG Xingquan,LIU Xiaochen,LI Shengyu[9]（2021）在《Progress and prospects of applied research on physical geography and the living environment in China over the past 70 years （1949–2019）》文中认为Physical geography is a basic research subject of natural sciences. Its research object is the natural environment which is closely related to human living and development, and China’s natural environment is complex and diverse. According to national needs and regional development, physical geographers have achieved remarkable achievements in applied basis and applied research, which also has substantially contributed to the planning of national economic growth and social development, the protection of macro ecosystems and resources, and sustainable regional development. This study summarized the practice and application of physical geography in China over the past 70 years in the following fields: regional differences in natural environments and physical regionalization; land use and land cover changes; natural hazards and risk reduction; process and prevention of desertification; upgrading of medium-and low-yield fields in the Huang-Huai-Hai region; engineering construction in permafrost areas; geochemical element anomalies and the prevention and control of endemic diseases; positioning and observation of physical geographical elements; and identification of geospatial differentiation and geographical detectors. Furthermore, we have proposed the future direction of applied research in the field of physical geography.
Tijian WANG,Taichang GAO,Hongsheng ZHANG,Maofa GE,Hengchi LEI,Peichang ZHANG,Peng ZHANG,Chunsong LU,Chao LIU,Hua ZHANG,Qiang ZHANG,Hong LIAO,Haidong KAN,Zhaozhong FENG,Yijun ZHANG,Xiushu QIE,Xuhui CAI,Mengmeng LI,Lei LIU,Shengrui TONG[10]（2019）在《Review of Chinese atmospheric science research over the past 70 years: Atmospheric physics and atmospheric environment》文中认为Since the founding of the People’s Republic of China 70 years ago,the subject of atmospheric physics and atmospheric environment has developed rapidly in China,providing important support for the development of atmospheric science and guarantee for the development of national economy.In this paper,the general advancement of atmospheric physics and atmospheric environment in last 70 years was described.The main research progress of atmospheric physics and atmospheric environment in the past 40 years of reform and opening-up was reviewed,the outstanding research achievements since the 21 st century were summarized,the major problems and challenges are pointed out,and the key directions and suggestions for future development are put forward.
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 1. Introduction |
| 2. Data and methods |
| 2.1 Observation sites and data |
| 2.2 Noah-MP land surface model |
| 2.3 Numerical experiments with Noah-MP |
| 2.3.1 Design of numerical experiments |
| 2.3.2 Evaluation metrics |
| 3 Results |
| 3.1 Evaluation of simulation for each variable at each site |
| 3.2 Evaluation of simulation for multiple variables at each site |
| 3.3 Selection of the optimal combination of para-meterization options |
| 3.4 Influence of different indices on the selection of the optimal combinations of parameterization options |
| 4. Discussion |
| 4.1 Effect of Czilcoefficients on simulating sensible heat flux |
| 4.2 Effect of soil organic matter on simulating soil moisture |
| 5 Conclusions |
| 1 Introduction |
| 2 Data and Methods |
| 2.1 Study area |
| 2.2 Data |
| 2.2.1 In-situ observations |
| 2.2.2 Forcing datasets for initial and lateral boundary conditions |
| 2.2.3 Remotely sensed data |
| 2.3 Model configuration and experimental design |
| 2.4 Model evaluation |
| 3 Results |
| 3.1 Evaluation of snow depth by meteorological stations’data |
| 3.2 Evaluation of snow water equivalent by meteorological stations’data |
| 3.3 Evaluation of snow depth in the forest region |
| 4 Discussion |
| 4.1 Impact of the initial and lateral boundary conditions |
| 4.2 Impact of the land cover and vegetation parameters |
| 4.3 Limitations and outlooks |
| 5 Conclusions |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究进展与现状 |
| 1.2.1 植被变化影响气候的过程和机制 |
| 1.2.2 植被变化影响气候的研究方法 |
| 1.2.3 植被变化对区域气候的影响 |
| 1.2.4 植被变化对区域水分平衡的影响 |
| 1.2.5 目前研究中存在的问题与不足 |
| 1.3 科学问题与研究内容 |
| 1.3.1 拟解决科学问题 |
| 1.3.2 研究内容与技术路线 |
| 第二章 研究区概况、WRF模式及数据介绍 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 地理位置 |
| 2.1.2 地貌 |
| 2.1.3 气候 |
| 2.1.4 水文条件 |
| 2.1.5 植被 |
| 2.1.6 土壤 |
| 2.2 WRF模式介绍 |
| 2.2.1 模式简介 |
| 2.2.2 动力学框架 |
| 2.2.3 物理模块 |
| 2.3 数据介绍 |
| 2.3.1 WRF模式输入数据 |
| 2.3.2 遥感数据 |
| 2.3.3 气象观测数据 |
| 第三章 2001-2018 年毛乌素沙地植被的时空变化特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.2.1 数据预处理 |
| 3.2.2 植被NDVI变化特征分析 |
| 3.2.3 相关性分析 |
| 3.2.4 多元回归残差分析 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 生长季NDVI的空间分布与时空变化特征 |
| 3.3.2 生长季NDVI变化与气候要素之间的关系 |
| 3.3.3 气候变化和人类活动对生长季NDVI变化的相对贡献 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 毛乌素沙地植被变化对区域气温的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.2.1 WRF模式配置及物理参数化方案 |
| 4.2.2 数值模拟试验设计 |
| 4.2.3 WRF模式输入数据预处理 |
| 4.2.4 模式验证 |
| 4.2.5 植被变化对气温的影响评估 |
| 4.2.6 极端气温指数 |
| 4.2.7 地表能量平衡 |
| 4.2.8 地面空气热含量 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 土地利用/覆盖类型及夏季地表生物物理参数的变化 |
| 4.3.2 气温模拟结果验证 |
| 4.3.3 植被恢复对2-m气温的影响 |
| 4.3.4 植被恢复对极端气温的影响 |
| 4.3.5 植被恢复对地表能量收支的影响 |
| 4.3.6 植被恢复对湿度和地面空气热含量的影响 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 WRF模式的适用性 |
| 4.4.2 植被恢复引发的区域降温效应 |
| 4.4.3 植被恢复对极端气温的影响 |
| 4.4.4 植被恢复引起降温效应的物理机制 |
| 4.4.5 植被恢复对湿度和地面空气热含量的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 毛乌素沙地植被变化对区域降水以及水分平衡的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究方法 |
| 5.2.1 数值模拟试验设计 |
| 5.2.2 模式验证 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 降水模拟结果验证 |
| 5.3.2 植被恢复对日均地表能量通量的影响 |
| 5.3.3 植被恢复对降水以及区域水分平衡的影响 |
| 5.3.4 植被恢复对大气湿度和温度的影响 |
| 5.3.5 植被恢复对低层环流的影响 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 植被恢复对降水的影响 |
| 5.4.2 植被恢复影响降水的物理机制 |
| 5.4.3 植被恢复对区域水分平衡的影响 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 毛乌素沙地陆面蒸散与水汽输送对区域降水的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 研究方法 |
| 6.2.1 WRF模式配置 |
| 6.2.2 数值模拟试验设计 |
| 6.2.3 不同过程影响降水的贡献方式 |
| 6.3 结果分析 |
| 6.3.1 土壤湿度和水汽通量辐合对降水量和低层环流的影响 |
| 6.3.2 土壤湿度和水汽通量辐合对降水频率及强度的影响 |
| 6.3.3 土壤湿度和水汽通量辐合影响降水的贡献方式 |
| 6.4 讨论 |
| 6.4.1 土壤湿度和水汽通量辐合对区域降水的影响 |
| 6.4.2 土壤湿度和水汽通量辐合影响降水的贡献方式与机制 |
| 6.4.3 陆面特征改变对区域降水以及水分平衡的影响 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新、不足与展望 |
| 7.2.1 特色与创新 |
| 7.2.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士研究生期间发表的学术论文 |
| 论文选题来源 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 地表发射率及其对陆面过程模拟影响研究进展 |
| 1.2.2 地表温度模拟研究进展 |
| 1.2.3 陆面过程模拟不确定性研究进展 |
| 1.3 存在问题与不足 |
| 第二章 研究内容和方法 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.2 研究目标 |
| 2.3 研究内容 |
| 2.3.1 植被发射率方案的发展 |
| 2.3.2 植被发射率方案的应用及其影响 |
| 2.3.3 基于发展的发射率方案对青藏高原地表温度模拟进行评估与提高 |
| 2.3.4 青藏高原地表温度对大气强迫数据不确定性的敏感性分析 |
| 2.4 研究方法 |
| 2.4.1 陆面过程模型CLM简介 |
| 2.4.2 CLM模拟结果评估方法 |
| 2.5 技术路线 |
| 第三章 植被发射率方案的发展 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 研究方法和数据来源 |
| 3.2.1 研究方法 |
| 3.2.2 数据来源 |
| 3.3 CLM模拟试验设计 |
| 3.4 CLM模拟结果分析 |
| 3.4.1 CTL结果分析 |
| 3.4.2 植被发射率方案的发展及评估 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 植被发射率对陆面过程的影响 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 研究方法和数据来源 |
| 4.2.1 地表长波辐射收支 |
| 4.2.2 地面长波辐射收支 |
| 4.2.3 地面积雪覆盖 |
| 4.2.4 数据来源 |
| 4.3 结果 |
| 4.3.1 植被发射率对地面长波辐射的影响 |
| 4.3.2 植被发射率对能量收支的影响 |
| 4.3.3 植被发射率对地面降雪的影响 |
| 4.3.4 植被发射率对地面积雪覆盖的影响 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 青藏高原地表温度的模拟评估及其优化 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 研究方法和数据来源 |
| 5.2.1 CLM中地面湍流通量的计算 |
| 5.2.2 CLM中湍流通量计算的参数化方案 |
| 5.2.3 地表温度的计算 |
| 5.2.4 输入数据 |
| 5.2.5 验证数据 |
| 5.3 模型中的参数化方案调整与试验设计 |
| 5.3.1 CLM5.0 中参数化方案的调整 |
| 5.3.2 CLM模拟试验设计 |
| 5.4 结果 |
| 5.4.1 CLM5.0 对青藏高原地表温度模拟的评估 |
| 5.4.2 感热粗糙度长度对白天地表温度的影响 |
| 5.4.3 土壤导热率对地表温度的影响 |
| 5.4.4 土壤蒸发阻抗对地表温度的影响 |
| 5.5 讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 地表温度模拟对大气强迫数据不确定性的敏感分析 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 研究方法和数据来源 |
| 6.2.1 CLM模拟结果评估方法 |
| 6.2.2 敏感性算法 |
| 6.2.3 地表温度平均方差的计算 |
| 6.2.4 数据来源 |
| 6.3 CLM模拟试验设计 |
| 6.4 评估不同强迫场对地表温度的模拟 |
| 6.4.1 昼、夜地表温度模拟评估 |
| 6.4.2 多年平均地表温度评估 |
| 6.5 地表温度对大气强迫数据的敏感性分析 |
| 6.6 贡献分析 |
| 6.6.1 所有物理量不确定性对地表温度的实际影响 |
| 6.6.2 短波辐射不确定性对地表温度的实际影响 |
| 6.6.3 长波辐射不确定性对地表温度的实际影响 |
| 6.6.4 气温不确定性对地表温度的实际影响 |
| 6.6.5 降水不确定性对地表温度的实际影响 |
| 6.6.6 不同强迫场各物理量不确定性的贡献分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 主要成果 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究中的不足和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及进展 |
| 1.2.1 湖泊过程和湖泊模式研究现状及进展 |
| 1.2.2 湖泊-大气相互作用的研究现状及进展 |
| 1.2.3 湖-气耦合模式的现状及发展 |
| 1.2.4 气候预报的发展现状及运用 |
| 1.2.5 全球气候预报模式的现状及进展 |
| 1.3 存在问题与不足 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 研究方法和数据来源 |
| 2.1 CFS气候预报模式介绍 |
| 2.2 FLake湖泊模式介绍 |
| 2.3 研究区域概况 |
| 2.3.1 北美五大湖 |
| 2.3.2 全球季风区 |
| 2.4 数据源 |
| 2.4.1 初始化数据 |
| 2.4.2 CFS模式数据 |
| 2.4.3 观测数据 |
| 2.5 CFS和 FLake模式耦合方法 |
| 2.6 集成预报设计方案 |
| 2.7 评估指标 |
| 2.7.1 定量评估方法 |
| 2.7.2 预报评估方法 |
| 第三章 CFS和 CFS-FLake模式的评估 |
| 3.1 全球气候预报结果的评估 |
| 3.2 北美五大湖区气候预报结果的评估 |
| 3.2.1 湖泊表面温度 |
| 3.2.2 降水量 |
| 3.2.3 湖冰 |
| 3.3 模式预报性能评估 |
| 3.3.1 确定性预报评估 |
| 3.3.2 概率性预报评估 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 湖泊对区域气候预报的影响 |
| 4.1 CFS-FLake中湖泊对区域气候预报结果的影响 |
| 4.1.1 湖泊区域气候的季节变化 |
| 4.1.2 CFS-FLake中湖泊引起的区域气候变化 |
| 4.2 湖泊对表面热通量的影响 |
| 4.3 水平和垂直大气运动 |
| 4.4 湖泊对S2S区域气候预报的影响 |
| 4.5 讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 北半球湖冰对气候预报的影响 |
| 5.1 湖冰作用下表面热通量的时间变化 |
| 5.2 CFS-FLake对北半球湖泊冰期和湖冰厚度的预报 |
| 5.3 湖冰对区域气候的影响 |
| 5.3.1 非结冰和结冰湖泊表面热通量的时间变化 |
| 5.3.2 结冰湖泊对区域气候的影响 |
| 5.4 湖泊冰期预报准确性对表面热通量的影响 |
| 5.5 湖泊冰期预报准确性与气候预报技能的关系 |
| 5.6 讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 全球湖泊对气候预报的影响 |
| 6.1 全球湖泊对多年气候平均态的影响 |
| 6.2 全球湖泊对蒸发量的影响 |
| 6.2.1 对全球蒸发量空间分布的影响 |
| 6.2.2 对不同纬度下蒸发量的影响 |
| 6.3 湖泊对表面热通量的影响 |
| 6.3.1 湖泊表面热通量的时间变化 |
| 6.3.2 不同湖泊对表面热通量的影响 |
| 6.4 全球湖泊对气候预报的影响 |
| 6.4.1 空间预报准确性 |
| 6.4.2 时间预报准确性 |
| 6.5 季风区湖泊对气候预报的影响 |
| 6.5.1 ENSO年份的选取 |
| 6.5.2 季风区和非季风区大气环流的比较 |
| 6.6 讨论 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论和展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究不足和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
| 1. Introduction |
| 2. Study area |
| 3. Materials and methods |
| 4. Results |
| 4.1 Analysis of temporal and spatial changes of vege-tation fraction on the Loess Plateau |
| 4.2 Accuracy assessment of the WRF-Noah precipita-tion simulation considering the vegetation dynamic changes |
| 4.3 Quantitative assessment of the feedback effect oflarge-scale vegetation restoration on local precipitation |
| 4.4 Analysis of feedbacks between vegetation dynamics and regional climate |
| 5. Discussion |
| 6. Conclusion |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 积雪辐射传输理论研究进展 |
| 1.2.2 积雪反照率数据获取研究进展 |
| 1.2.3 面向卫星遥感观测的积雪反射信息模拟研究进展 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 研究目标及研究内容 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 第二章 研究区及数据 |
| 2.1 研究区 |
| 2.2 数据 |
| 2.2.1 遥感数据 |
| 2.2.2 气象数据 |
| 2.2.3 地理数据 |
| 2.2.4 积雪光学特性数据 |
| 2.2.5 积雪观测数据 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 寒区积雪反照率单点重建 |
| 3.1 寒区积雪反照率单点重建原理 |
| 3.2 积雪反照率反演模型 |
| 3.3 复杂地形下积雪反照率反演方法改进 |
| 3.4 积雪观测站点空间代表性评价方法 |
| 3.5 积雪反照率真实性检验方法 |
| 3.6 积雪粒径演化过程及模型 |
| 3.7 耦合积雪粒径演化过程的积雪反照率正向模型改进 |
| 3.8 积雪反照率单点重建结果 |
| 3.8.1 空间代表性评估 |
| 3.8.2 改进的积雪反照率遥感反演结果验证 |
| 3.8.3 积雪粒径遥感反演结果验证 |
| 3.8.4 改进的积雪反照率正向模拟结果验证 |
| 3.8.5 积雪反照率单点重建结果验证 |
| 3.9 积雪反照率单点重建讨论 |
| 3.9.1 积雪反照率单点重建方案与遥感反演方法的对比 |
| 3.9.2 积雪反照率单点重建方案与正向模拟方法的对比 |
| 3.9.3 积雪反照率单点重建中存在的问题及局限性 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 面向卫星遥感观测的寒区积雪辐射传输模型空间集成 |
| 4.1 CSRT模型集成原理 |
| 4.1.1 积雪能量平衡过程与积雪辐射传输过程耦合 |
| 4.1.2 积雪质量平衡过程与积雪粒径演化过程耦合 |
| 4.1.3 面向卫星遥感观测的窄波段积雪反照率模拟方法 |
| 4.2 CSRT集成模型参数设置及传递过程 |
| 4.3 陆地表面过程模式中积雪反照率参数化方案 |
| 4.4 SNICAR积雪辐射传输模型 |
| 4.4.1 SNICAR模型介绍 |
| 4.4.2 SNICAR模型求解多层积雪的多次散射过程 |
| 4.4.3 SNICAR模型中的积雪粒径演化过程模拟 |
| 4.5 GBEHM生态水文模型 |
| 4.6 模型及数据的精度评价方法 |
| 4.7 CSRT模型对积雪过程及辐射参数的模拟 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 寒区集成积雪辐射传输模型评估及时空无缝的积雪反照率产品制备 |
| 5.1 CSRT模型对太阳天顶角的计算 |
| 5.2 CSRT模型对时空演化的积雪粒径模拟 |
| 5.3 积雪反照率敏感参数对CSRT模型的影响 |
| 5.4 CSRT模型对积雪反照率的模拟精度评估 |
| 5.4.1 单点尺度验证 |
| 5.4.2 空间尺度验证 |
| 5.5 时空无缝的宽波段积雪反照率产品制备 |
| 5.5.1 逐月宽波段积雪反照率产品 |
| 5.5.2 逐年宽波段积雪反照率产品 |
| 5.6 宽波段积雪反照率时空变化分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 面向卫星遥感观测的高光谱分辨率积雪反照率建模 |
| 6.1 CSRT模型对积雪光谱特征的模拟 |
| 6.1.1 CSRT模型模拟的积雪光谱特征与野外观测对比 |
| 6.1.2 CSRT模型模拟的积雪光谱特征与CRREL室内实验对比 |
| 6.2 时空分布的积雪光谱反照率模拟与预测 |
| 6.3 面向多源卫星遥感的窄波段积雪反照率模拟 |
| 6.3.1 面向AVHRR数据的窄波段积雪反照率模拟 |
| 6.3.2 面向Landsat8 数据的窄波段积雪反照率模拟 |
| 6.3.3 面向MODIS数据的窄波段积雪反照率模拟 |
| 6.4 CSRT模型的优势及不确定性分析 |
| 6.4.1 CSRT模型的优势 |
| 6.4.2 CSRT模型的局限性和不确定性 |
| 6.5 面向卫星遥感观测的积雪反射信息模拟结果讨论 |
| 6.5.1 直接的积雪光谱反射率模拟的潜在作用 |
| 6.5.2 高光谱分辨率积雪光谱反照率模拟的潜在作用 |
| 6.5.3 面向卫星遥感观测的窄波段积雪反照率模拟的潜在作用 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 1. Introduction |
| 2. Atmospheric physics and atmospheric en-vironment in the last 70 years |
| 2.1 Atmospheric physics |
| 2.2 Atmospheric environment and atmospheric chem-istry |
| 2.3 Atmospheric sounding and remote sensing |
| 3. The main research progresses in atmospheric physics and atmospheric environment in the past4 0 years |
| 3.1 ABL physics |
| 3.1.1 Physical experimental research |
| 3.1.2 Theoretical and methodological research |
| 3.1.3 Numerical simulation research |
| 3.2 Physics of cloud and fog |
| 3.3 Atmospheric radiation |
| 3.4 Atmospheric electricity |
| 3.5 Atmospheric chemistry |
| 3.6 Atmospheric environment |
| 3.6.1 Atmospheric environment models |
| 3.6.2 Atmospheric pollution effects |
| 3.6.3 Atmospheric pollution management and control |
| 3.7 Atmospheric sounding and remote sensing |
| 3.7.1 Surface(Sea)meteorological observation |
| 3.7.2 Upper-air measurement |
| 3.7.3 Atmospheric remote sensing |
| 3.7.4 Scientific observation and experiment |
| 3.8 Meteorological radar observations |
| 3.9 Meteorological satellite remote sensing |
| 4. The outstanding research achievements since the 21st century |
| 4.1 ABL physics |
| 4.2 Physics of cloud and fog |
| 4.3 Atmospheric radiation |
| 4.4 Atmospheric electricity |
| 4.5 Atmospheric chemistry |
| 4.6 Atmospheric environment |
| 4.7 Atmospheric sounding and remote sensing |
| 4.8 Meteorological radar observations |
| 4.9 Meteorological satellite remote sensing |
| 5. The key directions and suggestions for future development |
| 5.1 Atmospheric physics |
| 5.2 Atmospheric environment and atmospheric chem-istry |
| 5.3 Atmospheric sounding and remote sensing |
