全球能量和水循环试验的亚洲季风试验计划

1 引言 亚洲季风系统中的能量和水循环是全球能量和水循环中的关键现象。在亚洲季风区,有多种类型的陆地表面、干旱裸地和永冻土层,还有各种有意义的区域尺度能量和水循环过程。所以,亚洲季风区适宜于用来了解全球能量和水循环问题,研究多种尺度的大气和大陆表面相互作用过程。     

青藏高原草甸下垫面湍流强度相似性关系分析

利用“全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验(GAME／Tibet)”1998年加强期(IOP)的观测资料，分析研究了青藏高原草甸下垫面上的无量纲风速、温度及湿度方差相似性，并与HEIFE戈壁沙漠和绿洲及海洋下垫面作了比较，得到了一些有关青藏高原草甸下垫面上动力及热力学参数的有益的结论。     

第一次GEWEX温/湿反演研讨会简介

全球能量和水循环试验(GEWEX)是世界气候研究计划(WCRP)发起的。第一次GEWEX温/湿反演研讨会于1990年10月23—26日在美国马里兰州GreenbeltNASA哥达德空间飞行中心召开。来自美国、法国、英国、澳大利亚等国家的五十余名科学家出席了会议,其中包括从事数值模拟、水分循环过程、光谱学、大气、云和地面辐射传输以及卫星遥感的专家。 1.研讨会的目的研讨会致力于评价由卫星推导的大气温度和湿度廓线在气候模式中的应用,主要是有关全球能量和水循坏试验的研究中的精度问题。实际上,研讨会集中在目前能否通过     

青藏高原能量和水循环试验研究--GAME/Tibet与CAMP/Tibet研究进展

“全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验研究”(GAME/Tibet)和“全球协调加强观测计划(CEOP)亚澳季风之青藏高原试验研究”(CAMP/Tibet)的加强期观测和长期观测已经进行了8年多,并取得了大量的珍贵资料和一系列研究成果。本文首先介绍了GAME/Tibet和CAMP/Tibet试验的科学目标、研究内容、试验区概况、仪器设置、观测时间及资料采集的情况,然后介绍了这两个试验在地气相互作用的观测研究、观测与卫星遥感资料相结合估算区域陆面过程参数和对青藏高原陆面过程的数值模拟及藏北高原降水的时空变化等方面的研究进展,同时指出了目前试验研究中所存在的问题并提出了解决问题的途经。     

藏北高原地面辐射收支的初步分析

利用“全球能量与水循环亚洲季风之青藏高原试验”GAME／Tibet(GEWEX Asian Monsoon Experiment in the Tibetan Plateau)1998年加强期(IOP)观测资料,分析研究了藏北高原地区草甸下垫面在季风前、季风中、季风后的太阳短波向下辐射、大气长波向下辐射、地面长波向上辐射、地面短波向上辐射、净辐射及地表反射率等特征,得到了藏北高原地区草甸下垫面辐射特征的新认识。     

第22届GEWEX-GRP年会在日本东京举行

2011年8月30日—9月2日,"全球能量与水循环试验"(GEWEX)国际计划"辐射工作组"(GEWEXRadiation Panel,简称GRP)第22届年会在日本东京举行。来自世界各国的近40位学者与会,其中包括GRP的14位国际委员、GRP下属的各工作组主席,以及来自日本有关大学和"宇宙空间开发研究机构"(JAXA)的专家学者。     

卫星遥感藏北高原非均匀陆表地表特征参数和植被参数

卫星遥感在研究青藏高原北部地区(藏北高原地区)非均匀陆表地表特征参数和植被参数时有其独到的作用.作者提出了基于NOAA-14 AVHRR资料推算藏北高原地区地表特征参数和植被参数的方案,并把其用于全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验(GAME/Tibet)试验区.同时利用3个景的NOAA-14 AVHRR资料进行了分析研究,得到了一些有关藏北地区非均匀地表的区域地表特征参数(地表反射率、地表温度)和植被参数(INDV、植被覆盖度和叶面指数ILA).     

淮河流域能量和水分循环研究进展

1998和1999年夏,中国与日本科学家合作在安徽省淮河流域进行了第一次大规模的能量与水循环试验（WCRP/GEWEX/GAME/HUBEX）,其重点是研究东亚梅雨锋系的多尺度,多系统结构、特征、生命史、发生发展机理及其引起洪涝灾害的原因。这是第一次中日合作的气象与水文联合观测试验,在此加强观测的基础上,双方进一步进行了长达5年的资料整理分析和科学研究工作,整个淮河流域能量与水循环试验与研究取得了全面和丰硕的成果。文中介绍了该计划所取得的主要成果,并以现在科学进展的视野重新评估这些成果的科学意义和不足,为进一步开展新的淮河与长江中下游梅雨科学联合试验提供经验和新的研究目标。      

HUBEX试验期间不同地面的能量收支研究

利用淮河流域能量和水循环试验(HUBEX)的外场观测资料,对不同天气条件下(雨期、干期,有云、无云)、不同下垫面下(水体、稻田、旱田、森林)的能量收支进行了研究.结果表明:(1)对于能量收支日变化,水面和稻田基本为单峰结构,而旱田和森林则为两峰或多峰结构,这可能与地表粗糙度有关;(2)从水面到稻田、旱田、森林,其感热通量的日平均值是从小到大,而潜热通量则相反,这可能反映了下垫面含水量和地表粗糙度的差异所造成的感热通量和潜热通量的差异;(3)不同天气状况其能量收支各有其特点.     

淮河地区水稻田下垫面整体输送系数的确定与讨论

利用1999年夏季淮河流域能量和水循环试验(HUBEX)补充加强观测期间寿县观测站探测资料,计算分析了水稻田下垫表面上的整体输送系数CD、CH和CE,并与能量平衡结果进行了对比研究.结果表明,尽管水稻田下垫面上的稳定度集中在一狭小区间内,但整体输送系数CD、CH和CE仍取决于稳定度参数z/L、观测高度z和地表粗糙长度z0.     

用全球大气混合层海洋环流模式模拟二氧化碳增加对土壤湿度季节变化的影响

本文利用全球三维大气耦合混合层海洋环流模式模拟大气中二氧化碳浓度增加对土壤湿度的影响。敏感试验(2×CO_2)与控制试验(1×CO_2)对照表明,当大气中二氧化碳浓度增加时,全球土壤湿度在各季发生明显变化。其中两半球低纬度地区在冬季土壤温度变温,两半球中纬度地区则在各季土壤湿度变干,北半球高纬度地区土壤湿度在夏季变干,其余各季变温。分析大气中二氧化碳浓度增加造成土壤温度全球变化的可能物理机制表明,地面水循环和热量循环是重要的因素。     

4～10月藏北地区地表植被参数的卫星遥感研究

利用MODIS可见光和近红外1~3波段的卫星资料推算得到“全球能量水循环之亚洲季风青藏高原实验”(GAME/Tibet)实验区4~10月季风前后的地表植被参数的变化情况,并将其与NOAA-14 AVHRR卫星资料分析得到的实验区的植被参数进行了比较。同时分析了不同算法在青藏高原的适用性。     

会议信息

<正>卫星土壤湿度验证和应用学术会(Satellite soil moisture validationapplication workshop),2014年7月10—11日,阿姆斯特丹,荷兰(http://www.hydrology-amsterdam.nl/SoilMoistureWS_Adam14/Home.html)第7届全球能量和水循环国际科学大会(The 7th International Scientific Conference on the Global Energy and Water Cycle),     

HUBEX试验期间地基微波辐射计反演资料的应用研究

在1998年和1999年淮河流域能量和水循环试验(HUBEX)加密观测期间(IOPs),获得了双通道微波辐射计观测资料反演得到的大气水汽含量和云中液态水含量的时间连续资料序列.本文结合天气分析和其他加密观测资料,进行了HUBEX试验期间天气变化同大气水分变化关系的分析.结果表明,天气条件的变化是大气水分变化的主要原因.     

淮河流域典型地面水热通量的观测分析

根据1998年淮河流域能量和水循环试验加密观测(HUBEX-IOP)获得的资料,用三种微气象方法计算该地区的感热通量和潜热通量状况,比较了不同方法所估算结果的异同,并以梯度法的资料为主分析了其变化特征.结果表明:(1)梯度法估算的潜热通量与用波文比-能量平衡方法的估算值比较接近,与涡度相关方法估算的值之间有一定的差异.(2)感热通量和波文比在梅雨(6月28日～7月4日)前较大,在后期较小.大部分辐射能用于地面蒸发.     

HUBEX期间暴雨模拟研究

利用中尺度数值预报模式MM4和淮河流域能量与水循环试验(HUBEX)外场观测资料,对1998和1999两年HUBEX期间的暴雨进行数值模拟.同时,将处理后的云图资料输入到MM4中,改变水汽场条件进行数值模拟,作为敏感试验,并且与不用云图资料的控制试验作比较.两种模拟结果与地面试验区的雨量资料对比分析表明,MM4对夏季淮河流域的强降水有较好的预报能力.     

读图

SMOS卫星:在轨探测10年土壤湿度和海洋盐分(SMOS)卫星在轨10年,不仅超出了计划服役时间,还超额完成了其原始科学目标。SMOS探测的土壤湿度和海水盐分均是全球水循环中的重要要素,10年来SMOS得到的数据,推进了我们对水循环和地球表面与大气交换的认识。     

IPCC AR6报告解读：水循环变化

水循环在全球和区域气候变化中扮演重要角色,与全球变暖背景下水循环变化密切相关的淡水资源短缺、副热带干旱区扩张、极端旱涝灾害频发等问题日益突出,严重制约生态系统和人类社会的可持续发展。在IPCC第六次评估报告中,第一工作组首次单独设立一章,即第八章,用于系统性评估全球水循环变化。评估显示,自20世纪中叶以来,人类活动已经显著地改变了全球水循环,包括大气湿度和降水强度的整体性增加,全球干旱模态改变,南半球风暴轴向极地移动等。已经发生的水循环变化受到温室气体、气溶胶、土地利用在内的多种人类强迫的影响,而未来全球水循环变化将逐渐由温室气体主导。     

陆面过程对全球变暖的响应及可能机制—基于CMIP3的多模式集合分析

利用“国际耦合模式比较计划” (Phase 3 of the Coupled Model Intercomparison Project, CMIP3) 12个模式对20世纪 (The Twentieth-Century Climate in Coupled Models, 20C3M) 和21世纪SRES (Special Report on Emissions Scenarios) A1B 情景下的模拟结果, 通过21世纪 (2001～2099年) 与20世纪 (1901～1999年) 陆面能量和水文变量的对比分析, 揭示了陆面过程对全球变暖响应的基本特征, 并探讨了其可能的响应机制。结果表明, 与20世纪相比, 21世纪全球陆面平均的表面温度、 地表净辐射、 潜热通量明显增加; 而感热通量有所减小。降水、 径流、 蒸发等地表水循环分量也表现出不同程度的增加, 而土壤含水量有减小趋势。通过分析近地层主要大气强迫变量与陆面变量之间的联系, 发现陆面能量平衡过程对全球变暖的响应主要受向下长波辐射和气温变化的影响, 而温度的变化对陆面水文过程的影响起决定性的作用。进一步分析表明, 陆面过程对全球变暖的响应存在明显的区域性差异, 陆面温度和感热对全球变暖响应最显著的区域位于北半球中高纬, 而净辐射和潜热对全球变暖的响应在亚洲中部和非洲大陆最显著。相对于20世纪, 21世纪主要是长波辐射和温度对陆面能量平衡过程的贡献重要。对于陆面水文过程, 径流和土壤含水量对全球变暖的响应在亚洲中部以及北美最显著。在全球变暖背景下, 21世纪相对于20世纪, 温度对陆面水循环的影响更加显著, 主要体现在北半球中纬度地区。     

土壤湿度的一种统计预报模型初步试验

探讨土壤湿度模拟与预报的可能途径，本文从水量平衡的物理原理出发，利用统计模型建立完全预报方程与简化预报方程，以淮河流域能量与水循环试验(HUBEX)的外场观测试验区所得淮河史灌河流域土壤水分的加密观测资料及其同期降水、蒸发、径流等水文观测资料(逐日资料)为例，进行了预报试验。结果表明，预报精度约为87．3％-88．3％。可见，利用前一日和前两日的降水和土壤湿度可以尝试作为估计未来土壤湿度的预报因子，但这只是一次初步的试验。