【摘要】：土壤濕度是影響天氣和氣候的重要因子,其具有一定的“記憶性”,被認為是次季節(jié)氣候可預(yù)測性的重要信號來源。目前針對氣候模式中土壤濕度初值影響的研究工作仍然相對較少,有必要開展更多探討。BCC_CSM模式是由國家氣候中心(BCC)研發(fā)的大氣、陸面、海洋、海冰多圈層耦合的氣候系統(tǒng)模式,是中國氣象局氣候預(yù)測業(yè)務(wù)的主要工具之一;認識該模式土壤濕度初值條件的影響以及模式土壤溫、濕度本身的可預(yù)測性是評估、改進業(yè)務(wù)模式預(yù)測性能的一大需求。鑒于此,本文基于BCC_CSM2_MR開展了多組試驗去探討土壤濕度初值對土壤溫、濕度可預(yù)報性的影響,得到了如下結(jié)論:(1)由于真實的土壤濕度資料較為缺乏且其與模式之間可能存在不匹配的問題,本文利用NCEP大氣再分析資料和BCC降水融合資料強迫BCC_CSM(簡稱Obs_Forcing試驗)得到一組土壤濕度模擬數(shù)據(jù)作為代用觀測資料和預(yù)測初值場。將Obs_Forcing試驗結(jié)果與國家信息中心的陸面再分析資料進行對比發(fā)現(xiàn),模式模擬的土壤濕度能夠刻畫出中國北方地區(qū)偏干、東南地區(qū)偏濕的氣候態(tài)分布特點,以及淮河流域變率較強的特點,與再分析資料的結(jié)果基本一致。這表明BCC_CSM在相對真實的大氣、降水資料驅(qū)動下可以合理地模擬出土壤濕度的氣候態(tài)和變率特征。(2)分別將Obs_Forcing試驗得到的每年5月1日土壤濕度及其多年氣候態(tài)值作為BCC_CSM的土壤濕度初值條件,開展了兩組回報試驗(分別簡稱Obs_Hindcast和Clim_Hindcast試驗)。Obs_Hindcast試驗結(jié)果表明,不同層次的土壤濕度的可預(yù)報性存在明顯差異。在表層(0.007米),土壤濕度的可用預(yù)測技巧大約在3候左右,隨著深度的增加土壤濕度的可預(yù)報性時間也增長,在0.619米的層次上,其可預(yù)報性可達到月尺度以上。(3)Obs_Hindcast和Clim_Hindcast試驗結(jié)果的比較表明,土壤濕度初值條件對于土壤濕度的預(yù)報技巧有明顯影響,Obs_Hindcast試驗在預(yù)報開始時的技巧明顯高于Clim_Hindcast試驗的技巧,但隨預(yù)測時間延長,初值的影響逐漸減弱,兩組試驗的技巧漸趨一致;平均來看,初值對于預(yù)報技巧的影響時間在表層能達到2—3候左右,在0.619米層次上可達7候左右。(4)降水對不同層次的土壤濕度有著不同程度的影響。淺層(0.007—0.062米)土壤濕度受降水的影響較大,二者的變化特征存在1—2天的滯后關(guān)系,中層(0.366—0.619米)土壤濕度與降水變化之間則存在著5天左右的滯后關(guān)系。受降水和土壤濕度相互聯(lián)系方式的影響,淺層和中層土壤濕度預(yù)報技巧的變化也存在5天左右的時間滯后關(guān)系。(5)中國東部地區(qū)土壤溫度的可用預(yù)報技巧在表層約為2候左右,隨著深度的增加,預(yù)測技巧逐漸增加,在0.619米層次上分別可以達到5候左右。土壤濕度初值對模式土壤溫度預(yù)報技巧也有一定的影響,這種影響在表層可持續(xù)1—2候左右,并且存在明顯的區(qū)域差異。
【圖文】：

天氣、氣候現(xiàn)象及其影響因子的時間尺度（引自Hoskins，2013）

Hindcast 試驗中土壤濕度初值的替換區(qū)域（18°N～45°N，105°了 Obs_Hindcast 和 Clim_Hindcast 試驗初始化策略的比較。大氣和海洋上使用了相同的初始值，并且采用了相同的協(xié)調(diào)試驗的差異在于所使用的土壤濕度初始值，所以其預(yù)報技巧上歸結(jié)為受到該區(qū)域土壤濕度初值的影響。_Hindcast 和 Clim_Hindcast 試驗初始化所使用的資料分大氣 海洋 陸ast NCEP 的再分析場(T, U, V, Ps)BCC_GODAS+OISST (T, S, SST)模式在NC資料和降資料強迫
【學(xué)位授予單位】：中國氣象科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S152

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳捷;任宏利;張帥;劉穎;劉向文;;BCC二代氣候系統(tǒng)模式的季節(jié)預(yù)測評估和可預(yù)報性分析[J];大氣科學(xué);2017年06期

2 韓帥;師春香;姜立鵬;張濤;梁曉;姜志偉;徐賓;李顯風(fēng);朱智;林泓錦;;CLDAS土壤濕度模擬結(jié)果及評估[J];應(yīng)用氣象學(xué)報;2017年03期

3 孫悅;吳統(tǒng)文;金霞;李肇新;;CMIP5氣候模式對東亞地區(qū)對流和層云降水量和降水發(fā)生頻率的模擬評估[J];高原氣象;2016年06期

4 Zhiyan ZUO;Renhe ZHANG;;Influence of Soil Moisture in Eastern China on the East Asian Summer Monsoon[J];Advances in Atmospheric Sciences;2016年02期

5 任宏利;吳捷;趙崇博;劉穎;賈小龍;張培群;;MJO預(yù)報研究進展[J];應(yīng)用氣象學(xué)報;2015年06期

6 宇如聰;;高分辨率氣候系統(tǒng)模式的研制與評估[J];中國基礎(chǔ)科學(xué);2015年02期

7 齊艷軍;容新堯;;次季節(jié)-季節(jié)預(yù)測的應(yīng)用前景與展望——“次季節(jié)-季節(jié)預(yù)測(S2S)”會議評述[J];氣象科技進展;2014年03期

8 吳統(tǒng)文;宋連春;李偉平;王在志;張華;辛?xí)愿?張艷武;張莉;李江龍;吳方華;劉一鳴;張芳;史學(xué)麗;儲敏;張潔;房永杰;汪方;路屹雄;劉向文;魏敏;劉茜霞;周文艷;董敏;趙其庚;季勁鈞;Laurent Li;周明煜;;北京氣候中心氣候系統(tǒng)模式研發(fā)進展——在氣候變化研究中的應(yīng)用[J];氣象學(xué)報;2014年01期

9 吳統(tǒng)文;宋連春;劉向文;李巧萍;梁瀟云;程彥杰;周巍;聶肅平;張莉;頡衛(wèi)華;房永杰;張艷武;路屹雄;儲敏;李江龍;;國家氣候中心短期氣候預(yù)測模式系統(tǒng)業(yè)務(wù)化進展[J];應(yīng)用氣象學(xué)報;2013年05期

10 朱晨;師春香;席琳;黃曉龍;;中國區(qū)域不同深度土壤濕度模擬和評估[J];氣象科技;2013年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 劉栗;中國東部春季土壤濕度的時空特征及多種再分析資料的對比[D];中國氣象科學(xué)研究院;2014年

2 張濤;基于LAPS/STMAS的多源資料融合及應(yīng)用研究[D];南京信息工程大學(xué);2013年

，

本文編號：2602662