地表反照率和蒸散发对秦巴山地增温效应的影响

山体增温效应是山体内部温度高于山体外部的主要原因,山区地-气热量交换是山体增温效应形成的机制。本文聚焦于地-气热量交换过程的关键地表参数,以2008—2018年的MODIS数据为基础,计算地表反照率(Alb)、蒸散发(ET)、归一化植被指数(NDVI)和归一化水指数(NDWI)等数据,结合秦巴山地的同海拔地表温度数据(LST),使用随机森林算法,分析地表反照率(Alb)和蒸散发(ET)对秦巴山地和秦巴山地内四个典型区(伏牛山、太白山、神农架、迭山等及其周边)增温效应的影响。结果表明:(1)秦巴山地及内部典型区山体增温效应差异较大,这种增温效应与所选取的影响因素有很强的相关性,二者之间的R~2均在0.62以上。(2)除伏牛山及周边区域外,Alb和山体增温效应的变化趋势呈现一致性,说明地表反照率越高,山体增温效应越大,其中太白山及周边区域Alb对山体增温效应的影响最大,其变量重要性(VI)值达到0.68。(3)除迭山及周边区域外,ET和山体增温效应呈现相反的变化趋势,说明ET的升高在一定程度上减弱了山体的增温效应,其中神农架及周边区域ET影响最大,其VI值达到0.88,在太白山及周边区域,ET影响仅次于Alb,VI值达到0.62。本研究使用同海拔LST数据作为山体增温效应的代用因子,并在秦巴山地及其内部尺度分析各因素对增温效应的影响程度及Alb和ET对山体增温效应的影响,突破了以往山体增温效应研究对宏观尺度(大陆尺度、全球尺度)山地垂直带界限分布和区域尺度温度站点设置依赖的局限,为山体增温效应研究由宏观向微观的机理研究提供参考。

科罗拉多落基山脉山体效应定量化研究

落基山脉作为北美最大的内陆山地,其山体效应对林线分布具有很大影响,导致林线海拔远高于周围内陆山体及其他海岸山地。然而,以往落基山脉山体效应研究多集中于定性研究,但是山体效应如何量化,如何根据落基山脉的地形气候条件构建区域山体效应的定量化模型,目前鲜有研究。通过分析台站处山体增温及量化落基山脉山体效应的影响因子,并计算最热月均温10℃等温线的海拔高度,来定量化地估算科罗拉多落基山脉山体效应值大小及其对林线分布的影响。结果表明:(1)用山体增温值表示山体效应大小是合理且比较理想的指标。科罗拉多落基山脉增温显著,所有台站的增温均值为2.07℃,增温幅度为0.78~4.29℃。(2)科罗拉多落基山脉山体效应的主要影响因素为山体基面高度和降水大陆度,二者与山体增温构建的线性拟合模型具有较高的解释能力,判定系数高达71.2%。(3)科罗拉多落基山脉不同纬度带山体内外最热月10℃等温线分布高度对比表明,山体内部理想林线高度均高于山体外部的理想林线分布,内外分布差异为400~700 m。定量分析科罗拉多落基山脉的山体效应模型,优化了区域尺度的山体效应模型精度,有助于深入认识山体效应及其对垂直带分布的影响。