《適用於區域氣候模式的山地冰川參數化方案研究》是依託北京師範大學，由紀多穎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：適用於區域氣候模式的山地冰川參數化方案研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：紀多穎
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
當前的區域氣候模式，由於沒有描述山地冰川的消融、累積等過程，限制了對山地冰川區域氣候和水資源過程的模擬能力。本項目擬發展一套適用於區域氣候模式的山地冰川參數化方案，描述山地冰川的能量平衡、消融累積過程，通過藉助氣候模式中次格線尺度地形對降水、氣溫、空氣濕度和輻射等氣象要素的非均一性參數化方案，提高山地冰川在區域氣候模式格點中的空間描述精度，反映山地冰川消融累積過程的較細空間特徵。為進一步研究山地冰川區域水循環過程和冰川資源的合理利用提供科學基礎。
結題摘要
本項目基於當前區域氣候模式中沒有描述山地冰川的消融、累積等物理過程，限制區域氣候模式對山地冰川區域氣候和水資源的模擬能力，發展了一套適用於區域氣候模式的山地冰川參數化方案。該方案基於能量平衡，描述山地冰川的物質平衡，通過考慮次格線尺度地形對輻射、降雨、氣溫等氣象要素的影響，提高山地冰川區域氣象要素的非均一性描述，從而實現對山地冰川消融、累積等細緻空間變化特徵的刻畫。 本項目發展的山地冰川參數化方案主要通過完善區域氣候模式中陸面參數化方案達到改善對山地冰川的數值模擬。該參數化方案主要包括：（1）在區域氣候模式格線中嵌套更小的山地冰川格線描述冰川的細緻空間分布，並在陸面方案中增加對山地冰川下墊面類型的處理；（2）基於冰川格線的地形特徵，計算地形對短波、長波輻射的影響，以及氣溫、濕度、降水等氣象要素在冰川格線尺度的分布；（3）沿用單柱陸面模式的方式，在每個冰川格線中，將冰體垂直分為10層，對冰體求解一維熱傳導方程及能量平衡方程，進一步計算冰川的物質變化。該方案可以較容易的在各類區域氣候模式中實現，目前主要在CMM5區域氣候模式中實現，包括基礎冰川數據、地形數據的處理，參數化方案的代碼編寫，基本模擬試驗的設計運行，以及模擬結果的分析處理等。 基於結合了上述山地冰川參數化方案的CMM5模式，在中國區域開展的氣候模擬試驗結果表明：本項目發展的山地冰川參數化方案可以較好地描述地形輻射以及次格線尺度氣象要素的非均一性對冰川消融、累積過程的影響；按所處山脈及區域對中國內陸冰川分區研究發現，不同區域冰川由於所處氣候帶的差異，展現出不同的消融、累積趨勢。上述結果基本檢驗了在區域氣候模式中運用該參數化方案開展山地冰川數值模擬研究的可行性和合理性。 本項目發展的適用於區域氣候模式的山地冰川參數化方案，對於研究冰川區域淡水資源的供給、調控具有重要科學和套用價值，尤其在目前全球乾旱、洪澇等極端氣候頻發的背景下，對於進一步研究如何合理規劃我國西北高山冰川、積雪融化產生的淡水資源具有重要的實際意義。另外，隨著全球氣候模式空間解析度的逐步提高，本項目發展的冰川參數化方案也可以在全球氣候模式中得到進一步的套用和檢驗。
