本文選題：條件非線性最優(yōu)參數(shù)擾動 + 通用陸面模式��； 參考：《河南大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：河南省在保障國家糧食安全上發(fā)揮著不可替代的重要作用,但是北中部產(chǎn)糧地區(qū)旱情明顯,因此淺層土壤濕度對于此地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量有很大影響.通用陸面模式(Common Land Model,Co LM)是國際上應(yīng)用廣泛的較為先進的陸面模式,大量的試驗表明Co LM在中國地區(qū)有較好的模擬能力,但仍然受到對模擬至關(guān)重要的陸面特征參數(shù)準(zhǔn)確性的困擾.因此利用非線性最優(yōu)條件參數(shù)擾動方法(Conditional Nonlinear Optimal Parameter Perturbation,CNOP-P)篩選出對對土壤濕度的較為敏感的參數(shù),并且優(yōu)化這些模式參數(shù),確定出影響河南省天氣變化的敏感性參數(shù),對于提高模式的預(yù)報能力,發(fā)展適用于河南省糧食產(chǎn)區(qū)的陸面過程模式具有重要的科學(xué)意義,同時為Co LM模式及其他模式的改進與發(fā)展提供參考.本文依據(jù)美國環(huán)境預(yù)報中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)和國家大氣研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)聯(lián)合推出的再分析資料(NCEP/NCAR再分析資料),使用CNOP-P方法對Co LM模式中土壤參數(shù)和植被參數(shù)兩個種類的參數(shù)進行了優(yōu)化,并按照不同的參數(shù)組合形式設(shè)計了研究參數(shù)影響的敏感性試驗,對河南省糧食產(chǎn)區(qū)新鄉(xiāng)市延津縣2009年3-6月的陸面過程進行了離線(off-line)數(shù)值模擬分析.主要結(jié)論有:(1)模式經(jīng)過spin-up過程收斂到平衡狀態(tài),在模式參數(shù)優(yōu)化前淺層土壤濕度與觀測資料之間的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.8897.(2)單參數(shù)優(yōu)化試驗后與試驗前模擬值對比表明,模式在延津縣得到了更好的模擬性能,對淺層土壤濕度的模擬效果有了明顯的提高,加強了模式的模擬和預(yù)報能力.其中,淺層土壤濕度對土壤參數(shù)更敏感,而植被參數(shù)主要在4月中旬之后影響模式對淺層土壤濕度的模擬.在優(yōu)化時間段內(nèi),不同參數(shù)對淺層土壤濕度的影響存在明顯差異,淺層土壤濕度關(guān)于10個參數(shù)的敏感性從高到低排序為P1?P4?P2?P3?P5?P8?P6?P10?P9?P7.(3)進行的不同優(yōu)化方案的對比試驗,結(jié)果表明:同時優(yōu)化3個參數(shù)比單參數(shù)優(yōu)化后的組合更能提高模式模擬能力;3個參數(shù)同時優(yōu)化比起單獨優(yōu)化1個參數(shù)更能提高模式模擬效果;3個土壤參數(shù)組合優(yōu)化后目標(biāo)函數(shù)值比3個植被參數(shù)組合后的小,說明3個參數(shù)組合優(yōu)化試驗中,也是土壤參數(shù)組合更加敏感;2個土壤參數(shù)和1個植被參數(shù)的參數(shù)組合的敏感性強于2個植被參數(shù)和1個土壤參數(shù)的參數(shù)組合;同時說明了參數(shù)間的非線性相互作用.(4)同時優(yōu)化10個參數(shù)的模式可以更加真實地反映淺層土壤濕度的日變化特征,在所有參數(shù)試驗中使模式模擬效果得到最大提高.
[Abstract]:In this paper , the parameters of soil moisture in the middle of Hebei Province were optimized by using the method of nonlinear optimal condition parameter perturbation ( NCEP ) and National Center for Atmospheric Research . ( 3 ) The comparison tests of different optimization schemes are carried out . The results show that the combination of three parameters is better than that of single parameter optimization to improve the model simulation ability ; 3 parameters are optimized simultaneously ; the target function value is more sensitive than that of 3 vegetation parameters ; the sensitivity of the parameter combination of 2 soil parameters and 1 vegetation parameter is stronger than that of 2 vegetation parameters and 1 soil parameter ; meanwhile , the nonlinear interaction between parameters is explained .
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S181

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本文編號：1926047