干旱区地膜覆盖农田下垫面陆面过程的观测与数值模拟研究
人类活动引起的土地利用与土地覆盖变化对环境气候的影响是全球气候变化研究的热点和难点问题之一。在现代农业快速发展的背景下,塑料薄膜覆盖技术被广泛采用。
塑料薄膜不仅显著改变了地表反照率等下垫面物理特征,而且人为抑制了地气间的能量和物质交换,这些改变必将通过改变陆气相互作用而给气候环境带来明显影响。为了准确地模拟研究塑料薄膜覆盖农田下垫面与大气间的能量和物质交换特征,本文首先利用中国西北“干旱区地膜覆盖农田地气相互作用观测实验”在2015年6月1日-7月24日的数据,分析了干旱区地膜覆盖农田下垫面的陆面过程特征;随后,在陆面过程模式CoLM中引入了一个地膜层子模型,建立了地表层、地膜层和土壤层的能量平衡方程,提出了地膜层的辐射传输和感热输送参数化方案,接着以观测资料为基础发展了一个地表反照率动态参数化方案,从而形成了一个新的陆面过程模式CoLM-mulch;最后,利用CoLM-mulch模拟研究了干旱区地膜覆盖条件下农田下垫面的陆气相互作用特征。
同时,利用相同的大气强迫场,以及土壤和植被参数运行CoLM模式作为对比模拟试验,考察了塑料 ...