土地利用变化对区域气候的影响:WRF区域气候模式在亚洲季风区的验证及应用

• 作 者: 杨佳
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: WRF区域气候模式 亚洲季风区 气候特征 土地利用变化

区域气候模式在过去的二十多年里取得了长足的进步,一系列的区域气候模式在许多国家的气象研究单位开发出来,并逐渐应用到日常业务中。随着其空间分辨率的提高和参数化过程的改进,区域气候模式更能捕捉到局地的中小尺度气候特征,尤其是在地形起伏较大的山地和海陆交界地带。WRF做为区域气候模式的应用是在近些年才出现的,其模拟性能只是在美国做了验证。本文应用WRF区域气候模式在亚洲季风区进行4年的连续积分,并对夏季平均气候特征与实际观测值进行对比验证。　　
首先,比较近地面大气压,高空500百帕和300百帕的大气质量,然后比较降水和近地面空气温度,之后再对比东亚夏季风的季节性进退,最后比较陆面过程各种能量通量。结果证明在选择参数化方案之后,WRF区域气候模式可以模拟得到合理的亚洲季风区的夏季气候特征。　　
经过验证WRF区域气候模式在亚洲季风区的模拟性能之后,设计两组实验用于分析人类活动引起的土地利用变化对区域气候的影响。一组实验使用潜在植被做为下垫面进行4年连续积分,另外一组实验使用实际土地利用,即加入农田,城市,作为下垫面进行4年连续积分。然后对比分析两组实验模拟出的夏季气候的差异。　　
当人类活动引起土地利用方式发生转化之后,地表参数随之发生改变。地表参数的改变影响地表对太阳短波辐射的吸收,发射的长波辐射,感热潜热通量,从而进一步影响到近地面和边界层中的气温和空气湿度,最终影响降水和大气环流状况。　　
总的来说,本文进行了对WRF区域气候模式在亚洲季风区的模拟性能评估,为东亚区域气候的预测提供了一个可行的模式手段。此外,本文还分析了人类活动对亚洲季风区夏季气候的影响,为退耕还林还草以及农田开垦的政策的制定提供实验数据支持。