青藏高原东南缘复杂山地地气相互作用特征及其对区域水热过程的影响机制

The Hengduan mountain situated in the southeast area of the Tibetan Plateau is in the conjunction area of the south Asia monsoon and southeast Asia monsoon, and it is also the heating sensitive area of the atmospheric heating source. It is of great importance for the understanding of the key processes of the atmospheric water resource in the Tibetan Plateau to investigate the effects and its parameterization schemes of the interaction between the land surface and the atmosphere on the water and energy exchange processes in this region. Based on the continuous eddy covariance measurements from the Erhai lake, Lijiang alpine grassland and Tengchong Beihai wetland land surface process observation sites, the characteristics of the interaction between the wetland/ lake/ grassland surfaces and the atmosphere will be analyzed. Combined with remote sensing datasets, the effect of the interaction between the land and the atmosphere on regional water and energy budgets and its theoretical model will be investigated in this region. The applicability of planetary boundary layer parameterizations schemes over this region in the mesoscale models will be validated. New parameterization schemes for the water and heat process in the planetary boundary layer over complex regions in mesoscale models will be developed. We try to find the mechanism of the effects of the exchange processes between the land surface and the atmosphere on energy and water cycles at regional scales (10-30 km) over complex terrain in the southeast part of the Tibetan Plateau.

青藏高原东南缘横断山脉地区是南亚和东亚季风的交汇处，也是大气热源加热的敏感区。开展该地区地气相互作用对区域水热过程影响机制及其参数化研究，对于研究青藏高原大气水资源的关键过程问题有重大意义。本研究拟基于洱海湖面、丽江高山草甸及腾冲北海湿地三个地气交换通量观测站的连续观测资料，分析青藏高原东南缘横断山脉湿地、湖泊以及草甸下垫面地气相互作用的特征。结合卫星遥感资料，研究青藏高原东南缘横断山脉地气相互作用对区域能量和水分循环的影响及理论模型。研究中尺度模式中大气边界层参数化方案在青藏高原东南缘横断山脉的适用性, 改进中尺度模式在复杂山地下垫面大气边界层及水热过程的参数化方案。利用中尺度气象模式（WRF），耦合生态模式（如SiB3Crop），揭示青藏高原东南缘复杂山地的地气交换对区域尺度（10-30公里）的能量和水分循环影响的机制。

青藏高原东南缘横断山脉地区地气相互作用对区域水热过程影响机制及其参数化研究，对于研究青藏高原大气水资源的关键过程问题有重大意义。项目较好的执行了研究计划，完成了预定的研究内容，对青藏高原东南缘复杂山地的地气交换过程有了更深入理解，取得的主要研究成果如下：建立了青藏高原东南缘不同下垫面地气相互作用数据集（草甸、湖泊、“浮毯型”湿地等）期连续的高质量的地气相互作用数据集（地表关键物理参数和能量、物质通量等），为研究青藏高原东南缘复杂山地不同类型下垫面地气相互作用交换特征提供重要数据依据。 2. 明确了青藏高原东南缘不同类型陆地生态系统（草甸、湖泊和湿地等等）地气间湍流通量不同时间尺度（半小时、季节、年际）的时空变化特征及其控制因子，结果表明不同类型下垫面地（湖）气交换特征及控制因子有明显的时空变化特征。3.基于第三次青藏高原试验观测资料，评估了WRF模式不同的边界层参数化方案在青藏高原不同下垫面的适用性。通过加入次网格的重力波拖曳物理过程，改善了青藏高原地区由于地形复杂导致的模拟偏差问题。4.基于改进的中尺度模式，研究了复杂山地不同下垫面地（湖）气交换过程对局地环流和区域水、热交换过程的影响。.项目执行期间共发表19篇论文，其中SCI论文9篇，同时培养3名博士生和1名硕士生。