《黃河源陸面過程觀測與模擬》是一本2022年科學出版社出版的圖書，作者是呂世華 等。
基本介紹
- 書名：黃河源陸面過程觀測與模擬
- 作者：呂世華 等
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2022年3月
- 頁數：401 頁
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787030712141
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《黃河源區陸面過程觀測與模擬》詳細介紹黃河源區陸面過程與氣候環境綜合觀測網路以及相關研究成果。首先，利用觀測資料分析黃河源區積雪、凍土、湖泊、草地等典型下墊面的水熱交換和邊界層物理過程；再在此基礎上改進了陸面過程模式中有關黃河源區土壤質地（礫石、有機質等）、土壤凍融、積雪和湖泊等參數化方案和陸面過程模擬，*終揭示了黃河源區陸氣相互作用特徵、影響和機理。
圖書目錄
目錄
前言
第1章 黃河源區氣候變化特徵 1
1.1 黃河源區基本概況 1
1.2 黃河源區氣候與環境特徵 2
1.2.1 氣候特徵 2
1.2.2 蒸散發 3
1.2.3 凍土 5
1.2.4 積雪與冰川 6
1.3 生態保護和高質量發展 7
1.4 小結 9
參考文獻 9
第2章 黃河源區陸面過程觀測試驗與模式介紹 12
2.1 黃河源區不同下墊面觀測網路介紹 12
2.2 模式介紹 15
2.2.1 公共陸面模式CoLM 15
2.2.2 通用陸面過程模式CLM 18
2.2.3 中尺度區域天氣模式WRF 21
參考文獻 24
第3章 湍流資料處理與分析 26
3.1 渦動相關通量資料處理與質量控制 26
3.1.1 通量的計算 26
3.1.2 渦動相關法通量資料處理與質量控制 26
3.1.3 小結 42
3.2 湍流資料的質量評價及通量方差法的套用 43
3.2.1 譜相似性 44
3.2.2 湍流能譜 46
3.2.3 湍流協譜 47
3.2.4 湍流譜局地各向同性 48
3.2.5 方差相似性 49
3.2.6 通量方差法對湍流通量的估算 51
3.2.7 垂直速度與標量的相關係數 53
3.2.8 通量方差法對感熱通量的估算 54
3.2.9 通量方差法對潛熱通量的估算 55
3.2.10 通量方差法對二氧化碳通量的估算 58
3.2.11 小結 60
3.3 湍流統計特徵及其參數 61
3.3.1 湍流統計特徵 61
3.3.2 零平面位移與動力學粗糙度 66
3.3.3 地表通量的“印痕”分析 68
3.3.4 小結 70
3.4 地表氣象要素季節變化特徵 70
3.4.1 氣象要素的季節變化 71
3.4.2 輻射收支的季節變化 73
3.5 地表能量水分輸送特徵 74
3.5.1 輻射平衡及地表反照率 75
3.5.2 土壤水熱特徵 77
3.5.3 能量平衡季節變化特徵 80
3.5.4 土壤水熱特徵參數確定 83
3.5.5 小結 85
3.6 地表能量通量的數值模擬 86
3.6.1 瑪曲地表能量通量的數值模擬 86
3.6.2 地表參數在CoLM中的套用 91
3.6.3 小結 95
參考文獻 95
第4章 黃河源區凍土凍融過程地表水熱及能量平衡觀測及模擬研究 102
4.1 黃河源區凍融期地表水熱及能量平衡觀測研究 102
4.1.1 黃河源區凍融期的地表水熱特徵 102
4.1.2 黃河源區季節性凍土凍融過程及地表能量收支 110
4.2 CLM對黃河源區凍融期地表水熱及能量平衡模擬檢驗與對比 121
4.2.1 模式凍融參數化方案簡介及資料說明 123
4.2.2 土壤凍融時間的模擬 123
4.2.3 土壤含水量、含冰量的模擬 124
4.2.4 土壤溫度的模擬 126
4.2.5 積雪覆蓋率與雪深模擬結果分析 128
4.2.6 誤差分析 129
4.2.7 小結 130
4.3 黃河源區瑪曲草地站點凍融期土壤溫濕度的模擬與改進 131
4.3.1 實驗設計 131
4.3.2 土壤含水量、含冰量的模擬 133
4.3.3 土壤溫度的模擬 134
4.3.4 模擬誤差分析 136
4.3.5 小結 137
4.4 黃河源區土壤凍融對陸面過程的影響模擬研究 137
4.4.1 實驗設計 137
4.4.2 凍融過程對土壤含水量和土壤溫度的影響模擬 138
4.4.3 凍融過程對地表能量的影響模擬 138
4.4.4 小結 140
4.5 CLM土壤水屬性參數化方案在黃河源區凍融期模擬能力檢驗 140
4.5.1 CLM模式土壤水屬性參數化方案 141
4.5.2 實驗設計及模式設定 142
4.5.3 土壤液態水含量模擬 143
4.5.4 土壤溫度模擬 145
4.5.5 各凍融階段土壤溫度模擬 148
4.5.6 地表能量通量模擬 151
4.5.7 小結 153
4.6 基於青藏高原土壤水熱模擬的參數化方案改進及驗證 154
4.6.1 土壤有機質及導熱率參數化方案改進及驗證 154
4.6.2 凍融時間模擬 157
4.6.3 土壤溫度及導熱率模擬 158
4.6.4 土壤液態水含量模擬 162
4.6.5 地表能量通量模擬 165
4.6.6 小結 167
參考文獻 168
第5章 黃河源區積雪對土壤凍融過程的影響 171
5.1 資料及模式介紹 171
5.1.1 觀測資料介紹 171
5.1.2 MODIS積雪產品介紹 173
5.1.3 CLM模式強迫資料介紹 174
5.2 黃河源區積雪對土壤不同凍融階段溫濕變化的影響 176
5.2.1 土壤凍融階段劃分及有無雪的判斷 176
5.2.2 整個土壤凍融期土壤溫濕度變化規律分析 177
5.2.3 積雪對土壤不同凍融階段溫濕度變化的影響 178
5.2.4 晴天無雪和晴天有雪土壤日溫差比較 185
5.2.5 土壤凍融期和主要降雪期土壤溫濕變化對比 186
5.2.6 小結 187
5.3 黃河源區多雪年和少雪年土壤凍融過程及水熱分布對比研究 188
5.3.1 多雪年和少雪年的選取 188
5.3.2 多雪年和少雪年積雪分布 189
5.3.3 多雪年和少雪年氣溫和地表溫度對比 190
5.3.4 多雪年和少雪年土壤凍融時間對比 191
5.3.5 多雪年和少雪年地表土壤熱通量變化對比 192
5.3.6 多雪年和少雪年土壤水熱分布對比 193
5.3.7 小結 195
5.4 黃河源區不同積雪覆蓋條件下土壤凍融過程模擬 195
5.4.1 模擬性能檢驗 195
5.4.2 敏感性實驗 200
5.4.3 小結 204
參考文獻 205
第6章 黃河源區積雪反照率遙感和模式產品評估與積雪參數化方案發展 207
6.1 引言 207
6.2 研究數據和方法 208
6.2.1 研究數據 208
6.2.2 研究方法 211
6.3 GLASS、MODIS和GlobAlbedo地表反照率產品精度評估 212
6.3.1 數據處理 212
6.3.2 結果分析 212
6.3.3 特殊天氣條件下的地表反照率 220
6.4 CMIP5模式模擬的地表反照率評估 223
6.4.1 數據處理 223
6.4.2 結果分析 223
6.5 Noah-MP的積雪反照率參數化方案改進 234
6.5.1 模式簡介及單點模擬驗證 234
6.5.2 積雪反照率參數化方案改進 236
6.5.3 積雪反照率參數化方案改進後的模擬 241
6.6 小結與討論 247
參考文獻 249
第7章 基於野外觀測和MODIS產品的青藏高原湖泊冰面反照率研究 254
7.1 研究區域、野外觀測和數據 255
7.1.1 研究區域和野外觀測 255
7.1.2 數據 256
7.1.3 湖冰反照率參數化 257
7.1.4 LAKE2.0和FLake模型 258
7.2 結果分析 258
7.2.1 反照率的日循環 258
7.2.2 移動反照率觀測 259
7.2.3 MODIS反照率產品評估 261
7.2.4 反照率參數化方案評估 262
7.2.5 青藏高原典型湖泊冰面反照率 264
7.2.6 冰反照率對湖泊模擬的影響 268
7.3 討論 271
7.3.1 觀測尺度的影響 271
7.3.2 MODIS產品的不確定性 272
7.4 小結 273
參考文獻 274
第8章 黃河源區陸面過程模式土壤礫石參數化研究 278
8.1 礫石對土壤水力屬性的影響 279
8.1.1 礫石對土壤孔隙度的影響 279
8.1.2 礫石對土壤礦物質飽和導水率的影響 279
8.1.3 礫石對土壤水勢的影響 280
8.1.4 礫石對土壤容重的影響 280
8.1.5 不同礫石含量對土壤水特性的影響 280
8.2 礫石對土壤熱屬性的影響 281
8.2.1 礫石對土壤導熱率的影響 281
8.2.2 礫石對土壤熱容量的影響 282
8.2.3 不同礫石含量對土壤熱特性的影響 282
8.3 新方案敏感性實驗 283
8.4 站點觀測數據介紹 284
8.5 新方案在那曲站的數值模擬檢驗 287
8.5.1 土壤含水量模擬與觀測對比 287
8.5.2 土壤溫度模擬與觀測對比 290
8.6 新方案在瑪多草地站點的數值模擬檢驗 293
8.6.1 瑪多草地站點土壤含水量模擬與觀測對比 293
8.6.2 瑪多草地站點土壤溫度模擬與觀測對比 295
8.7 小結 297
參考文獻 297
第9章 黃河源區陸面過程湖泊模式參數化研究 300
9.1 黃河源區鄂陵湖加強觀測實驗概述 301
9.2 黃河源區湖泊表面水熱交換特徵研究 303
9.2.1 觀測數據的質量控制 303
9.2.2 非結冰期湖面的輻射與能量平衡特徵 306
9.2.3 典型天氣事件對湖面能量收支的影響 311
9.2.4 凍結期冰面輻射與能量平衡特徵 313
9.2.5 湖泊與陸地表面水熱交換特徵的對比 313
9.3 黃河源區非均勻下墊面大氣邊界層過程研究 319
9.3.1 非凍結期湖面近地層不穩定層結的成因 320
9.3.2 湖泊與陸地大氣邊界層結構演變的差異 325
9.3.3 鄂陵湖地區大氣邊界層的模擬 331
9.4 湖泊氣候效應研究 333
9.4.1 研究區域、數據與方法 334
9.4.2 模式結果驗證評估 336
9.4.3 湖泊對區域氣候的影響 337
9.4.4 湖泊對降水的影響 338
9.4.5 討論與結論 341
9.5 黃河源區湖泊模式參數化改進研究 342
9.5.1 模式參數化所需數據的質量控制 342
9.5.2 輸送係數與粗糙度長度的計算方法 343
9.5.3 湖面粗糙度參數化方案介紹 345
9.5.4 鄂陵湖粗糙度與輸送係數分布特徵 346
9.5.5 湖面粗糙度與輸送係數隨風速的變化特徵 348
9.5.6 現有湖泊模型中粗糙度參數化方案評估 353
9.5.7 新參數化方案的建立與驗證 358
參考文獻 363
第10章 三江源國家公園氣候環境與生態評估 371
10.1 三江源國家公園基本概況 371
10.2 生態演變特徵 372
10.2.1 草地 372
10.2.2 牧草生長狀況 373
10.2.3 草地固碳能力 375
10.2.4 湖泊 377
10.2.5 河流 377
10.2.6 積雪 378
10.3 生態安全事件 379
10.3.1 荒
