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CoLM模型在高原多年冻土区的单点模拟适用性 被引量:7
1
作者 肖瑶 赵林 +1 位作者 李韧 姚济敏 《山地学报》 CSCD 北大核心 2011年第5期633-640,共8页
使用CoLM模型,以青藏高原冰冻圈观测研究站设在唐古拉综合观测场的气象资料作为驱动资料,在青藏高原多年冻土区的唐古拉地区开展了单点模拟试验。通过和该站点同期实测资料对比发现:CoLM模型对高原多年冻土区的辐射通量各分量的模拟效... 使用CoLM模型,以青藏高原冰冻圈观测研究站设在唐古拉综合观测场的气象资料作为驱动资料,在青藏高原多年冻土区的唐古拉地区开展了单点模拟试验。通过和该站点同期实测资料对比发现:CoLM模型对高原多年冻土区的辐射通量各分量的模拟效果较好;对潜热通量的模拟误差较大,感热和地表热通量的模拟相对较好;模型能够很好地模拟活动层浅层土壤温度,但随着深度加深,模拟的温度较观测值有所低估。研究表明CoLM模型能较好地模拟多年冻土区地表与大气的能水交换过程,对其进行一些适应性改进后将能得到更好地应用。改进模型的土壤水热参数化过程尤其是添加未冻水参数化方案是将其应用到冻土区首先要解决的问题;再者扩展模型的模拟深度也十分必要。 展开更多
关键词 青藏高原 多年冻土区 colm模型 陆面过程 单点模拟
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陆面过程模型CoLM与BATS1e的模拟精度比较——以东北玉米农田为例 被引量:2
2
作者 蔡福 明惠青 +2 位作者 米娜 李荣平 张玉书 《地理科学》 CSCD 北大核心 2014年第6期740-747,共8页
利用2008年锦州玉米农田生态系统野外观测站资料对CoLM与BATS1e模型模拟能力进行定量评价。比较发现:两模型对净辐射和表层土壤温度的模拟精度都较高且差异不大,CoLM模型对感热、潜热、土壤热通量、次表层土壤温度模拟能力都不同程度高... 利用2008年锦州玉米农田生态系统野外观测站资料对CoLM与BATS1e模型模拟能力进行定量评价。比较发现:两模型对净辐射和表层土壤温度的模拟精度都较高且差异不大,CoLM模型对感热、潜热、土壤热通量、次表层土壤温度模拟能力都不同程度高于BATS1e模型,模拟值对实测值解释能力分别偏高3%、22%、1%、10%,NS(Nash-sutcliffe效率系数)分别偏高1.042、0.266、0.023、0.138。从各月情况看,两模型在7月对感热、潜热模拟能力都较高,而在其它月份CoLM模型模拟精度明显高于BATS1e模型,土壤热通量和次表层土壤温度在5~8月前者模拟精度高于后者。由于CoLM模型对潜热更高精度的模拟可证明其对表层土壤湿度模拟精度高于BATS1e模型。 展开更多
关键词 colm模型 BATS1e模型 东北玉米农田 模拟精度比较
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CoLM模式对塔克拉玛干沙漠北缘陆面过程模拟评估及修正 被引量:6
3
作者 金莉莉 李振杰 +3 位作者 何清 刘永强 买买提艾力.买买提依明 辛渝 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2018年第6期1287-1302,共16页
采用2011年3月22日至7月26日肖塘陆气相互作用观测资料测试了不同陆面参数对公共陆面模式(CoLM)模拟效果的影响。地表参数包括地表反照率(α)、地表比辐射率(ε)、空气动力学和热力学粗糙度(z0m、z0h)、零置位移(d)、热传输附加阻尼(k B... 采用2011年3月22日至7月26日肖塘陆气相互作用观测资料测试了不同陆面参数对公共陆面模式(CoLM)模拟效果的影响。地表参数包括地表反照率(α)、地表比辐射率(ε)、空气动力学和热力学粗糙度(z0m、z0h)、零置位移(d)、热传输附加阻尼(k B-1)。结果表明:感热通量H和地表温度Tg对地表反照率、动力学粗糙度和地表比辐射率比较敏感,对零置位移不敏感。通过观测资料获得的这些参数及k B-1参数化方案均被用来替换原CoLM模式中相应值及参数化方案。CoLM模式基本上能较好地模拟净辐射Rn、感热通量H、地表土壤热通量G0和地表温度Tg日变化特征,只是在日峰值及其峰值出现时间的模拟上不理想;而CoLM模式对该地区土壤湿度M的模拟效果非常不好。误差统计值Bias、SEE、NSEE表明优化参数后的CoLM模式使得Rn的模拟误差被降低4.21%(SEE),H的模拟误差被降低25.19%(Bias),Tg的模拟误差被降低33.33%(Bias)、10.45%(SEE)和25%(NSEE)。 展开更多
关键词 公共陆面模式(colm) 数值模拟 塔克拉玛干沙漠
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CoLM模式在西北干旱区和青藏高原区的适用性研究 被引量:28
4
作者 辛羽飞 卞林根 张雪红 《高原气象》 CSCD 北大核心 2006年第4期567-574,共8页
运用CoLM(CLM3.0)模式对典型干旱区(张掖站)和青藏高原区(安多站、MS3478站)进行了off-line验证试验,检验了CoLM模式在典型干旱区和青藏高原区的性能。结果表明:CoLM模式对典型干旱区绿洲灌溉农业的陆面过程模拟较好,土壤各层温度的日... 运用CoLM(CLM3.0)模式对典型干旱区(张掖站)和青藏高原区(安多站、MS3478站)进行了off-line验证试验,检验了CoLM模式在典型干旱区和青藏高原区的性能。结果表明:CoLM模式对典型干旱区绿洲灌溉农业的陆面过程模拟较好,土壤各层温度的日变化趋势和季节变化趋势都能较准确地模拟出来,模拟的地表温度与观测值相关系数为0.885,均方差为0.873;模拟的5 cm土壤温度值与实测值的相关系数为0.944,均方差为0.891。在高原地区能量平衡分量的模拟中,净辐射、感热模拟效果较好,潜热分量模拟值偏大,故将CoLM模式用于高原地区还有待进一步改进。 展开更多
关键词 colm模式 陆面过程 黑河实验 GAME-Tibet试验 Off—line试验
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CoLM模式地表温度变分同化研究 被引量:3
5
作者 孟春雷 张朝林 刘长友 《大气科学》 CSCD 北大核心 2012年第5期985-994,共10页
本文采用变分方法对通用陆面模式(CoLM)中的地表温度进行同化。同化伴随约束条件采用CoLM模式中的地表及植被能量平衡方程,调节因子采用裸土及植被蒸发比。采用美国通量网(AmeriFlux)中的Bonville站数据对同化方法进行了单点验证,验证... 本文采用变分方法对通用陆面模式(CoLM)中的地表温度进行同化。同化伴随约束条件采用CoLM模式中的地表及植被能量平衡方程,调节因子采用裸土及植被蒸发比。采用美国通量网(AmeriFlux)中的Bonville站数据对同化方法进行了单点验证,验证结果表明同化后地表温度以及蒸散结果更加接近于实测值。选取中国华北地区对同化方法进行区域验证,结果显示每天仅采用白天一次观测值对地表温度进行同化的方法是有效的。通过对同化前后地表温度误差直方图比较可以发现,在有MODIS观测值的区域,同化后白天地表温度误差大大降低,同时,同化后地表蒸散空间分布图也发生了变化。单点验证以及区域验证结果都表明了变分同化方法是可靠的。变分同化方法可以改进陆面模式模拟结果,对于地表过程研究中的植被生态、水文等研究具有重要意义,同时,陆面模式可以与数值预报模式进行耦合,改进数值预报结果。 展开更多
关键词 变分同化 colm模式 地表温度 蒸发比 蒸散
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基于CoLM模式的干旱区土壤湿度模拟试验与误差分析
6
作者 江红南 许剑辉 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期244-248,共5页
以典型干旱区新疆于田绿洲为研究区,基于CoLM模式的点模拟方式模拟了研究区土壤湿度状况,利用地面监测数据对模拟结果进行了对比验证,对模型模拟误差进行了分析。研究结果表明,CoLM模式模拟的表层土壤湿度状况与地面监测土壤湿度数据有... 以典型干旱区新疆于田绿洲为研究区,基于CoLM模式的点模拟方式模拟了研究区土壤湿度状况,利用地面监测数据对模拟结果进行了对比验证,对模型模拟误差进行了分析。研究结果表明,CoLM模式模拟的表层土壤湿度状况与地面监测土壤湿度数据有显著且有较好的相关性,CoLM模型用于干旱区土壤湿度模拟具有一定适宜性,但模拟精度需要进一步提高。模拟结果误差分析表明地下水位和土壤蒸散发量对研究区土壤水分时空变化影响显著,这是影响该区域CoLM模式土壤湿度模拟精度的主要因素。 展开更多
关键词 土壤湿度 colm模型 误差分析 干旱区
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CoLM改进与多源遥感陆面数据同化系统研发
7
作者 马明国 韩旭军 +2 位作者 黄春林 郑小谷 上官微 《科技资讯》 2016年第34期255-255,共1页
该报告以发展气候系统模式为核心,研发相关的模拟技术,确定关键物理和模发展的冠层辐射模型为三维辐射传输模型(简称3-D模型)以替换陆面模型CoLM中基于二流近似的辐射传输模块,将动力植被模块(DGVM)引入了陆面模型CoLM,实现了模型的改进... 该报告以发展气候系统模式为核心,研发相关的模拟技术,确定关键物理和模发展的冠层辐射模型为三维辐射传输模型(简称3-D模型)以替换陆面模型CoLM中基于二流近似的辐射传输模块,将动力植被模块(DGVM)引入了陆面模型CoLM,实现了模型的改进;制备了2005—2010年比湿、气压、气温、风速(U,V)、降雨、入射短波辐射、入射长波辐射大气驱动数据集和土壤及植被功能型参数数据集;实现了一个高分辨率多源遥感陆面数据同化系统HDAS,包含了多种数据同化算法,并针对高分辨率陆面数据同化需要重点解决了高性能计算问题;能够在陆面过程模型的动力学框架内同化多源遥感观测以及其他观测资料,生产中国陆地区域内2005—2010年空间分辨率为5 km、时间分辨率为1 h的同化数据集。 展开更多
关键词 通用陆面模式 colm 动态植被 陆面数据同化 多源遥感
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Improving the CoLM in Taklimakan Desert Hinterland with Accurate Key Parameters and an Appropriate Parameterization Scheme 被引量:15
8
作者 刘永强 何清 +1 位作者 张宏升 艾力.买买提明 《Advances in Atmospheric Sciences》 SCIE CAS CSCD 2012年第2期381-390,共10页
Improving and validating land surface models based on integrated observations in deserts is one of the challenges in land modeling. Particularly, key parameters and parameterization schemes in desert regions need to b... Improving and validating land surface models based on integrated observations in deserts is one of the challenges in land modeling. Particularly, key parameters and parameterization schemes in desert regions need to be evaluated in-situ to improve the models. In this study, we calibrated the land-surface key parameters and evaluated several formulations or schemes for thermal roughness length (z 0h ) in the common land model (CoLM). Our parameter calibration and scheme evaluation were based on the observed data during a torrid summer (29 July to 11 September 2009) over the Taklimakan Desert hinterland. First, the importance of the key parameters in the experiment was evaluated based on their physics principles and the significance of these key parameters were further validated using sensitivity test. Second, difference schemes (or physics-based formulas) of z 0h were adopted to simulate the variations of energy-related variables (e.g., sensible heat flux and surface skin temperature) and the simulated variations were then compared with the observed data. Third, the z 0h scheme that performed best (i.e., Y07) was then selected to replace the defaulted one (i.e., Z98); the revised scheme and the superiority of Y07 over Z98 was further demonstrated by comparing the simulated results with the observed data. Admittedly, the revised model did a relatively poor job of simulating the diurnal variations of surface soil heat flux, and nighttime soil temperature was also underestimated, calling for further improvement of the model for desert regions. 展开更多
关键词 common land model colm PARAMETER parameterization scheme Taklimakan Desert
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区域分解算法在CoLM模式并行计算中的应用
9
作者 石建辉 蒋宗礼 周文波 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第11期2994-2997,共4页
结合通用陆面模式(CoLM)的特点,针对模式原始数据区域较大、计算精度要求较低的情况,提出基于加权平均的数据区域分解算法。算法根据网格的地表覆盖类型对网格进行分解,对各参数采用时间一维有限差分法进行离散,并对每个区域所含有的地... 结合通用陆面模式(CoLM)的特点,针对模式原始数据区域较大、计算精度要求较低的情况,提出基于加权平均的数据区域分解算法。算法根据网格的地表覆盖类型对网格进行分解,对各参数采用时间一维有限差分法进行离散,并对每个区域所含有的地块数进行加权累加,得到每个区域的最终输出结果。通过CoLM模式中的地表感热通量及蒸散模拟结果对区域分解算法进行验证,并进行并行算法性能分析。 展开更多
关键词 加权平均 区域分解 colm模式 性能分析 敏感分析
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基于陆面模式基准平台ILAMB对陆面模式CoLM的评估 被引量:3
10
作者 彭静漫 刘少锋 +1 位作者 戴永久 魏楠 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2020年第6期649-666,共18页
模式评估是模式发展中不可或缺的重要一环。本文利用最新版陆面模式评估软件—ILAMB(International Land Model Benchmarking)对通用陆面模式(The Common Land Model,CoLM)进行客观评估,并与NCAR陆面模式CLM5(Community Land Model vers... 模式评估是模式发展中不可或缺的重要一环。本文利用最新版陆面模式评估软件—ILAMB(International Land Model Benchmarking)对通用陆面模式(The Common Land Model,CoLM)进行客观评估,并与NCAR陆面模式CLM5(Community Land Model version 5)结果进行比较。作为一个陆面模式评估软件,ILAMB能对参与评估的模式变量自动生成诊断图形并对模式性能进行评分。评估结果表明,CoLM总体性能良好,模拟结果与基准数据较为接近。与CLM5相比,CoLM在总初级生产力及水文方面的表现略微逊色,在辐射方面则表现相当,对部分变量如地表向上长波辐射、地表净辐射等的模拟甚至优于CLM5。通过对比CRUNCEPv7和GSWP3v1两种强迫资料发现,它们在气候平均态上具有一定的差异,模式在GSWP3v1强迫下的表现相对较好。CoLM和CLM5在CRUCNEPv7强迫下模拟的潜热通量在亚马逊平原、亚洲东部和南部地区以及北美东部一带正偏差显著,而在GSWP3v1强迫下的模拟则有明显改善。这两个模式对感热通量的模拟在非洲北部、亚洲中部一带均明显偏高。在辐射方面,CoLM模拟的地表向上短波辐射在全球以偏高为主,这在一定程度上造成了地表净辐射的模拟偏低。各组试验模拟的地表向上长波辐射得分相差不大,但在具体的空间分布上有一定的差别。 展开更多
关键词 陆面模拟 colm模式 ILAMB软件 模式评估
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Coupling a Terrestrial Biogeochemical Model to the Common Land Model 被引量:1
11
作者 施小英 毛嘉富 +2 位作者 王应平 戴永久 唐旭利 《Advances in Atmospheric Sciences》 SCIE CAS CSCD 2011年第5期1129-1142,共14页
A terrestrial biogeochemical model (CASACNP) was coupled to a land surface model (the Common Land Model,CoLM) to simulate the dynamics of carbon substrate in soil and its limitation on soil respiration.The combine... A terrestrial biogeochemical model (CASACNP) was coupled to a land surface model (the Common Land Model,CoLM) to simulate the dynamics of carbon substrate in soil and its limitation on soil respiration.The combined model,CoLM CASACNP,was able to predict long-term carbon sources and sinks that CoLM alone could not.The coupled model was tested using measurements of belowground respiration and surface fluxes from two forest ecosystems.The combined model simulated reasonably well the diurnal and seasonal variations of net ecosystem carbon exchange,as well as seasonal variation in the soil respiration rate of both the forest sites chosen for this study.However,the agreement between model simulations and actual measurements was poorer under dry conditions.The model should be tested against more measurements before being applied globally to investigate the feedbacks between the carbon cycle and climate change. 展开更多
关键词 colm CASACNP model terrestrial carbon cycle carbon flux
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西北干旱区戈壁下垫面陆面过程特征的模拟研究 被引量:4
12
作者 王超 韦志刚 +2 位作者 李振朝 肖天贵 倪长健 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2422-2429,共8页
利用公共陆面模式Co LM(community land model),检验其在西北干旱区敦煌戈壁陆面过程特征的模拟能力。通过2008年敦煌夏季典型晴天观测资料驱动模式,对模式在敦煌戈壁地区的适应性进行研究,通过和该站点同期实测资料对比发现:公共陆面模... 利用公共陆面模式Co LM(community land model),检验其在西北干旱区敦煌戈壁陆面过程特征的模拟能力。通过2008年敦煌夏季典型晴天观测资料驱动模式,对模式在敦煌戈壁地区的适应性进行研究,通过和该站点同期实测资料对比发现:公共陆面模式(Co LM)基本能较好地模拟极端干旱区,如对敦煌戈壁下垫面的地表能量通量,及对于物理量的日变化趋势模拟得均比较准确,与观测值的相关系数较高。不足之处是对于感热的模拟,白天的模拟峰值偏大,而在夜间负感热的峰值也存在偏大现象。利用辐射资料计算出该下垫面反照率为0.25,修改模式中反照率的设定后,从模拟结果来看Co LM的模拟能力有一定改进。 展开更多
关键词 colm模式 敦煌戈壁 模拟研究 地表能量通量
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玉米冠层辐射传输参数优化对陆气通量模拟的影响 被引量:5
13
作者 蔡福 明惠青 +4 位作者 纪瑞鹏 冯锐 米娜 赵先丽 张玉书 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期598-607,共10页
设置合理的冠层辐射传输参数有利于地表能量过程的真实表达,将对改善陆面过程模型模拟精度起到重要作用。基于2008年和2012年锦州农田生态系统的通量、气象及生物因子连续观测,分析了玉米农田叶面积指数、植被覆盖度、平均叶倾角、叶片... 设置合理的冠层辐射传输参数有利于地表能量过程的真实表达,将对改善陆面过程模型模拟精度起到重要作用。基于2008年和2012年锦州农田生态系统的通量、气象及生物因子连续观测,分析了玉米农田叶面积指数、植被覆盖度、平均叶倾角、叶片反射率和透射率动态变化规律及各因子间的关系,对CoLM模型辐射传输参数进行优化,并对模型优化效果进行定量评价。结果表明:叶面积指数与植被覆盖度和平均叶倾角分别呈幂函数和二次函数关系;平均叶倾角的参数优化对模型模拟几乎没有影响;叶片反射率和透射率优化后,冠层反照率模拟精度明显提高;净辐射、感热模拟值对实测值解释能力分别提高0.6%和4.0%,Nash-Sutcliffes系数增大0.008和0.028,相对均方差(RRMSE)减小0.068和0.050;潜热模拟精度改善程度小于感热,地表热通量未表现出改善。 展开更多
关键词 玉米农田生态系统 辐射传输过程 参数改进 colm模型 陆面过程模拟
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青藏高原地区不同下垫面陆面过程的数值模拟研究 被引量:27
14
作者 李燕 刘新 李伟平 《高原气象》 CSCD 北大核心 2012年第3期581-591,共11页
利用陆面过程模式Common Land Model(CoLM),选取青藏高原上3个不同下垫面观测站(藏东南站、纳木错站和珠峰站)的观测资料,对这3个野外观测站进行了单点数值模拟试验。根据3个测站的试验数据,对模式中土壤孔隙度和饱和导水率进行了优化,... 利用陆面过程模式Common Land Model(CoLM),选取青藏高原上3个不同下垫面观测站(藏东南站、纳木错站和珠峰站)的观测资料,对这3个野外观测站进行了单点数值模拟试验。根据3个测站的试验数据,对模式中土壤孔隙度和饱和导水率进行了优化,针对青藏高原地区土壤层薄的特点,对模式中土壤分层方案进行了调整。结果表明,调整分层方案后的CoLM模式对3个测站土壤湿度的模拟性能较原分层方案有明显提高,平均偏差均减小0.014以上。但是与观测值相比,藏东南站土壤湿度的模拟整体偏低,纳木错站和珠峰站则整体偏高。对土壤温度而言,3个测站模拟与观测的相关系数都达到了0.9以上,珠峰站偏差较大,调整分层方案后模拟的偏差有一定的改进。模式较好地模拟了3个测站的净辐射、感热通量和潜热通量的日变化和季节变化情况,调整分层方案后潜热通量的改进最为明显。 展开更多
关键词 青藏高原 colm 陆面过程 数值模拟
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黄河上游玛曲地区空气动力学参数的确定及其在陆面过程模式中的应用 被引量:10
15
作者 李锁锁 吕世华 +5 位作者 柳媛普 张宇 奥银焕 高艳红 陈世强 尚伦宇 《高原气象》 CSCD 北大核心 2010年第6期1408-1413,共6页
为了定量描述黄河上游玛曲地区草地下垫面的空气动力学特征,为模式提供准确的下垫面参数,利用"黄河源区气候与环境综合观测研究站"2006年9月的湍流观测资料,结合Martano由单层超声观测资料确定下垫面空气动力学参数的方法,计... 为了定量描述黄河上游玛曲地区草地下垫面的空气动力学特征,为模式提供准确的下垫面参数,利用"黄河源区气候与环境综合观测研究站"2006年9月的湍流观测资料,结合Martano由单层超声观测资料确定下垫面空气动力学参数的方法,计算了黄河上游玛曲地区草原下垫面空气动力学粗糙度z0和零平面位移d,即z0为0.035 m,d为0.143 m。同时,将z0和d应用于陆面过程模式CoLM中,检验其对模式模拟性能的影响,结果表明,改进陆面参数后的模式对感热通量和潜热通量的模拟均有明显改善。 展开更多
关键词 黄河上游 空气动力学粗糙度 零平面位移 陆面过程模式colm
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三个陆面模式对新疆地区陆面过程模拟的对比研究 被引量:10
16
作者 刘金婷 马柱国 罗德海 《高原气象》 CSCD 北大核心 2009年第6期1242-1249,共8页
利用实测的大气观测数据建立陆面模式驱动场,分别驱动Biosphere-Atmosphere TransferScheme(BATS),Land Surface Model(LSM),Common Land Model(CoLM)三个陆面模式,对新疆地区99个测站的陆面热力过程进行了off-line模拟研究,对比分析了... 利用实测的大气观测数据建立陆面模式驱动场,分别驱动Biosphere-Atmosphere TransferScheme(BATS),Land Surface Model(LSM),Common Land Model(CoLM)三个陆面模式,对新疆地区99个测站的陆面热力过程进行了off-line模拟研究,对比分析了三个模式模拟结果的异同,并利用观测的土壤温度检验了各个模式的模拟性能。结果表明:三个模式对所吸收的太阳辐射、地表感热通量、地表潜热通量和Bowen比的模拟结果有明显差别,其中CoLM模拟的太阳辐射、感热通量和土壤温度比BATS和LSM大。用观测的土壤温度对三个模式模拟性能的检验表明BATS模拟的土壤温度最接近观测值,大约偏低1℃,而LSM和CoLM的模拟结果偏高,CoLM模拟的年际变化趋势与观测值相关性达到0.877,高于另外两个模式的模拟;BATS在天山以北模拟值偏低,CoLM在天山以南模拟结果偏高,LSM模拟的区域分布状况与实际观测最一致。这些结果为研究陆面模式在新疆地区的应用提供了一些参考,对于深入了解新疆地区的陆面过程具有重要意义。 展开更多
关键词 新疆地区 热力过程 BATS LSM及colm模式 时空变化特征
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陆面模式中土壤和植被经验参数随机误差的传播研究 被引量:6
17
作者 梁晓 戴永久 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第2期457-470,共14页
数据质量问题和模式参数化方案的非完备性是陆面模拟中不确定性的主要来源。本文将高斯误差传播原理(Gaussian Error Propagation,GEP)应用于通用陆面模式(the Common Land Model,CoLM),研究关键的植被和土壤属性参数随机误差在模式中... 数据质量问题和模式参数化方案的非完备性是陆面模拟中不确定性的主要来源。本文将高斯误差传播原理(Gaussian Error Propagation,GEP)应用于通用陆面模式(the Common Land Model,CoLM),研究关键的植被和土壤属性参数随机误差在模式中的传播,确定由此类误差导致的CoLM模拟的不确定性。结果表明:(1)基于本研究给定的土壤和植被参数的不确定性,CoLM模拟的表层土壤温度、土壤湿度和植被蒸散通量(植冠蒸腾+地表蒸发)的相对误差分别为0.11%、34.07%和5.58%;砂土和稀疏森林上模拟效果最差。土壤参数随机误差对CoLM模拟的影响高于植被参数,而土壤水文参数(孔隙率、饱和基质势、气孔尺寸分布指数和饱和导水率)对各模拟量不确定性的贡献率均远大于热力参数(饱和反照率和热容)。对于本研究涉及的所有模拟变量而言,最关键的参数均是气孔尺寸分布指数b,这可能与描述基质势与体积水含量关系的函数有关,其次重要的是砂土的孔隙度和粘土的饱和导水率。混交森林上的根深分布和苔原上的动力学粗糙度对蒸散通量贡献显著。本身相对误差大的经验参数对CoLM模拟不确定性的贡献不一定多。(2)干燥条件下(表层液态水饱和度小于0.1)土壤温度的不确定性大;相变发生时刻附近(表层土壤温度在0℃附近且表层液态水含量大于0)土壤湿度不确定性显著;蒸散通量的不确定性随本身绝对值的增大而增大,在相对温暖干燥环境中(表层土壤温度高于280K且表层液态水饱和度小于0.3)其不确定性最高。研究证实,GEP能够辨识CoLM中需优先提高观测精度的关键参数和关键参数化过程,对陆面模拟的参数选定、不确定性评估和模式完善具有重要意义。 展开更多
关键词 高斯误差传播原理 通用陆面模式 随机不确定性
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Estimation of Net Surface Shortwave Radiation from Land Surface Temperature in Regional Scale 被引量:1
18
作者 LENG Peit SONG Xiaoning LI Zhaoliang 《Wuhan University Journal of Natural Sciences》 CAS 2011年第4期357-362,共6页
The method to estimate NSSR (net surface shortwave radiation) from LST (land surface temperature) in regional scale is discussed. First, an elliptical model between the time series of normalized LST and NSSR was d... The method to estimate NSSR (net surface shortwave radiation) from LST (land surface temperature) in regional scale is discussed. First, an elliptical model between the time series of normalized LST and NSSR was developed using the daily evolution of LST and NSSR. Second, time series of LST and NSSR were simulated by common land model (CoLM) and were proved to be of high accuracy. On the basis of these, a non-linear least square ellipse fitting using the genetic algorithm method was used to fit the normalized LST and NSSR. Finally, LST was inverted using MODIS (moderate resolution imaging spectroradiometer) data with the split-window algorithm, and the regional NSSR was then estimated with LST and an elliptical model. The validation result shows that the derived average NSSR of 50×50 pixels of MODIS data was quite close to the observed data, and the distribution was reasonable, which indicates that the proposed method was capable of estimating NSSR on a regional scale. 展开更多
关键词 net surface shortwave radiation land surface temperature elliptical model common land model colm moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS)
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荒漠下垫面陆面过程模式中重要参数的修正及模拟效果分析 被引量:5
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作者 陆莎 左洪超 +4 位作者 郭阳 陈继伟 冯凯悦 王士新 武利阳 《干旱区研究》 CSCD 北大核心 2017年第3期551-563,共13页
通过对内蒙古阿拉善左旗荒漠下垫面观测数据的分析和模拟,重新修正了陆面过程模式Co LM中的重要参数值和参数化方案,并按照不同的组合方式设计了控制实验和敏感性实验,对比分析重要参数对该下垫面陆气相互作用的敏感性。主要结论有:(1)... 通过对内蒙古阿拉善左旗荒漠下垫面观测数据的分析和模拟,重新修正了陆面过程模式Co LM中的重要参数值和参数化方案,并按照不同的组合方式设计了控制实验和敏感性实验,对比分析重要参数对该下垫面陆气相互作用的敏感性。主要结论有:(1)基于Monin-Obukhov相似性理论的最大频数法,优化了地表动力学粗糙度,重新计算和选择符合研究区域地表热力学粗糙度和土壤热导率的参数化方案;(2)参数优化和参数化方案修正后,提高了Co LM模式对土壤温度,感热通量和地表净辐射的模拟能力;(3)改善前后Co LM模式的模拟值与观测值对比表明,地表动力学与热力学粗糙度和土壤热导率分别在春夏季和秋冬季对地表温度影响较大,感热通量在夏半年主要对地表动力学粗糙度敏感,而土壤热导率对其影响很小。 展开更多
关键词 荒漠下垫面 参数化方案 陆面过程模式(colm) 土壤温度 感热通量 地表净辐射
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