基于FY-2的大氣強(qiáng)迫數(shù)據(jù)在土壤濕度模擬中的應(yīng)用.pdf

1、土壤濕度在陸氣相互作用過程中扮演著重要的角色，是氣候、水文、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等研究中重要的地球物理參數(shù)之一。本論文的研究目標(biāo)是從FY-2靜止氣象衛(wèi)星的反演產(chǎn)品中獲取逐小時(shí)降水估計(jì)和地面入射太陽輻射數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)NCEP/NCAR再分析數(shù)據(jù)集中的地面氣溫、濕度、氣壓和風(fēng)速進(jìn)行時(shí)間和空間插值，構(gòu)造高時(shí)空分辨率的大氣強(qiáng)迫場，利用陸面模式CLM3.0，模擬得到較高精度、時(shí)間和空間連續(xù)的土壤濕度數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于中國區(qū)域的準(zhǔn)實(shí)時(shí)干旱監(jiān)測。主要結(jié)論如下：

2、>　　 (1)構(gòu)建基于靜止衛(wèi)星FY-2的大氣強(qiáng)迫數(shù)據(jù)。大氣強(qiáng)迫數(shù)據(jù)需要日尺度以下的降水率、太陽輻射、近地面的氣溫、風(fēng)速、比濕、氣壓。本文構(gòu)建的大氣強(qiáng)迫數(shù)據(jù)中的降水參數(shù)是以國家衛(wèi)星氣象中心的6小時(shí)降水估計(jì)產(chǎn)品為基礎(chǔ)，利用靜止衛(wèi)星的云分類信息對(duì)其進(jìn)行時(shí)間加權(quán)插值，得到1小時(shí)降水估計(jì)，再采用精度較高的24小時(shí)降水估計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行日尺度的訂正。地面入射太陽輻射是采用國家衛(wèi)星氣象中心基于FY-2的逐小時(shí)太陽輻射反演產(chǎn)品。其余大氣參數(shù)采用NCEP/N

3、CAR再分析數(shù)據(jù)。將分別處理得到的六個(gè)大氣參數(shù)進(jìn)行組合，最終得到中國區(qū)域，0.2°*0.2°，逐小時(shí)的大氣強(qiáng)迫數(shù)據(jù)—FYDATA。
　　 (2)基于FY-2的大氣強(qiáng)迫數(shù)據(jù)的模擬結(jié)果驗(yàn)證。在將模擬結(jié)果與站點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證比較時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)YDATA的模擬結(jié)果在空間分布和時(shí)間變率上與觀測數(shù)據(jù)均較為一致；與再分析數(shù)據(jù)的模擬結(jié)果比較，無論是月平均的站點(diǎn)尺度還是區(qū)域尺度，本文構(gòu)建的大氣強(qiáng)迫數(shù)據(jù)的模擬結(jié)果都優(yōu)于時(shí)空分辨率較粗的NCEP/

4、NCAR再分析數(shù)據(jù)的模擬結(jié)果；AMSR-E是首顆基于微波遙感可以檢測全球土壤濕度分布的衛(wèi)星，但與FYDATA的模擬結(jié)果相比，其土壤濕度空間變率較低，只適用于植被覆蓋較低的區(qū)域。為了得到更準(zhǔn)確的模擬效果，本文還將模式所用的下墊面數(shù)據(jù)從原來的3.0版本更換為分辨率更高、精度更高的3.5版本。高分辨率高精度的下墊面數(shù)據(jù)大大改善了模擬結(jié)果。
　　 (3)中國區(qū)域準(zhǔn)實(shí)時(shí)干旱監(jiān)測應(yīng)用。利用以上研究結(jié)果，可以進(jìn)行CLM3.0的準(zhǔn)實(shí)時(shí)運(yùn)行，用于

5、中國區(qū)域旱情的監(jiān)測?，F(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)實(shí)時(shí)獲取CLM3.0的大氣強(qiáng)迫數(shù)據(jù)所需要的各個(gè)參數(shù)，包括FY-2逐小時(shí)降水、太陽輻射，NCEP/NCAR再分析數(shù)據(jù)，然后對(duì)其實(shí)施自動(dòng)的預(yù)處理并將其組合為滿足要求的格式，每日運(yùn)行CLM3.0，并自動(dòng)出圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)中國區(qū)域干旱狀況的準(zhǔn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。在對(duì)2006年夏季和2009年冬季發(fā)生在我國不同區(qū)域的干旱監(jiān)測中可以看到，模擬結(jié)果可以較準(zhǔn)確的反映出干旱區(qū)域的土壤濕度低值，在空間和時(shí)間上與國家氣候中心的旱澇監(jiān)測圖，有較