黄土高原不同气候区裸土下垫面陆面过程及其参数化比较研究

It’s necessary and urgent to research the land surface process in the Loess Plateau. Supported by the Youth Science Fund project, the applicant has got a preliminary understanding of the Loess Plateau mesa region land surface characteristics, and obtained the land surface parameters of different underlying surface over Loess Plateau mesa region, and thus improved land surface process model simulation results with simulation tests of land surface model by modifying the land surface parameters. This project is based on the ongoing Youth Science Fund project, but deepening and expanding, and not cramped by the limitations of research. With new test instrument and new data, the project intends to proceed with studying on land surface process parameterization in the typical Loess Plateau mesa region, do a comparative analysis of water and heat transfer, and surface parameters among different climatic regions in the Loess Plateau bare soil underlying, and try to analyze the characteristics and mechanism of Long-time scale changes in the land surface process in the Loess Plateau. The project can raise awareness of the overall and regional land surface processes in the loess plateau, improving the simulation of land surface model in the loess plateau region, which will increase simulation accuracy of synoptic model and climate model in the region and provide theoretical basis for disaster prevention and mitigation, and is very important to local socioeconomic development.

黄土高原地区的陆面过程研究有其必要性和紧迫性，申请者在青年科学基金项目资助下，初步了解了黄土高原塬区的陆面过程特征，得到了黄土高原塬区不同下垫面的陆面参数特征，并利用陆面过程模式进行了模拟检验，通过修改陆面参数改进了陆面过程模式的模拟结果，取得了一定的成果。本申请项目是基于正在开展的青年基金项目的基础上提出的，是青年基金项目的深化和拓展，针对青年基金项目研究的局限性，基于新资料的应用、新试验仪器的投入等,本申请项目拟继续进行黄土高原典型塬区陆面过程参数化研究，比较研究黄土高原不同气候区裸土下垫面水热传输和陆面参数；黄土高原陆面过程长时间尺度变化特征及其影响机理。本项目的开展可以提高对黄土高原整体及区域陆面过程的认识，改善陆面过程模式在黄土高原区域的模拟性能，从而提高天气、气候模式在该区域的模拟精度，为防灾减灾提供理论依据，对当地的社会经济建设有着重要的现实意义。

黄土高原由于下垫面极其复杂，加之受高耸的青藏高原影响，陆面与大气之间能量的传输及物质的转换相当复杂。逐步了解黄土高原不同下垫面地表水热传输和陆面参数特征，不断改进和发展陆面过程模式，是进一步研究该区域气候和环境变化的重要手段。本项目利用干旱区、半干旱区和半湿润区的观测资料，对比分析了黄土高原不同气候区不同下垫面地表水热传输和地表参数的变化特征及其差异；对不同气候区、不同下垫面的分光辐射及其地表反照率的各自特征进行了深入分析；并分析了季节性冻土土壤冻融对地表通量和土壤热状况的影响；检验了陆面过程模式在干旱区的适用性，并根据存在的问题提出并验证了修改方案；发展了干旱区地表反照率和通量廓线关系的参数化方案。本项目已资助发表论文15篇，其中SCI论文9篇。本项目得到的研究结果对提高陆面过程模式在黄土高原区域的适用性有着很大的促进作用，可以改善陆面过程模式对黄土高原区域的模拟能力，从而提高天气、气候模式在该区域的模拟精度，为该区域的气候与环境变化研究提供基础，为防灾减灾提供理论依据。