基于FY-2的大氣強迫數(shù)據在土壤濕度模擬中的應用.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。本論文的研究目標是從FY-2靜止氣象衛(wèi)星的反演產品中獲取逐小時降水估計和地面入射太陽輻射數(shù)據，同時對NCEP/NCAR再分析數(shù)據集中的地面氣溫、濕度、氣壓和風速進行時間和空間插值，構造高時空分辨率的大氣強迫場，利用陸面模式CLM3.0，模擬得到較高精度、時間和空間連續(xù)的土壤濕度數(shù)據，并應用于中國區(qū)域的準實時干旱監(jiān)測。主要結論如下：

2、>　　 (1)構建基于靜止衛(wèi)星FY-2的大氣強迫數(shù)據。大氣強迫數(shù)據需要日尺度以下的降水率、太陽輻射、近地面的氣溫、風速、比濕、氣壓。本文構建的大氣強迫數(shù)據中的降水參數(shù)是以國家衛(wèi)星氣象中心的6小時降水估計產品為基礎，利用靜止衛(wèi)星的云分類信息對其進行時間加權插值，得到1小時降水估計，再采用精度較高的24小時降水估計產品進行日尺度的訂正。地面入射太陽輻射是采用國家衛(wèi)星氣象中心基于FY-2的逐小時太陽輻射反演產品。其余大氣參數(shù)采用NCEP/N

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

4、NCAR再分析數(shù)據的模擬結果；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。為了得到更準確的模擬效果，本文還將模式所用的下墊面數(shù)據從原來的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)據大大改善了模擬結果。
　　 (3)中國區(qū)域準實時干旱監(jiān)測應用。利用以上研究結果，可以進行CLM3.0的準實時運行，用于

5、中國區(qū)域旱情的監(jiān)測。現(xiàn)已實現(xiàn)了準實時獲取CLM3.0的大氣強迫數(shù)據所需要的各個參數(shù)，包括FY-2逐小時降水、太陽輻射，NCEP/NCAR再分析數(shù)據，然后對其實施自動的預處理并將其組合為滿足要求的格式，每日運行CLM3.0，并自動出圖，實現(xiàn)對中國區(qū)域干旱狀況的準實時監(jiān)測。在對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，模擬結果可以較準確的反映出干旱區(qū)域的土壤濕度低值，在空間和時間上與國家氣候中心的旱澇監(jiān)測圖，有較