内蒙古半干旱草原土壤植被大气相互作用(IMGRASS)综合研究

为深化对中纬半干旱草原气候生态相互作用过程、机制及其对全球变化的响应与贡献的认识 ,一项名为“内蒙古半干旱草原土壤植被大气相互作用 (IMGRASS)”的基金重大项目于 1997—2 0 0 1年在内蒙古锡林郭勒草原执行。IMGRASS计划在 1998年草原生长季节、在所选定的以典型草原为主 ,包括草甸草原、稀疏沙地草原等在内的中尺度试验区开展了多点、多要素的综合观测。观测内容包括土壤、植被、大气的相关要素和发生于地气界面的潜热、感热通量 ,还包括N2 O ,CH4 ,CO2 等微量气体交换量、辐射与降水分布。除 1998年中尺度观测试验外 ,在 1999— 2 0 0 1年在代表性地点进行了微量气体收支、遥感和沙尘天气相关的专项观测 ,结合草原站已进行的长期监测资料 ,分析气候生态长期相互作用 ,特别是人类活动干预的影响。在分析观测结果的基础上 ,对该地区的气候生态相互作用进行了数值模拟研究。文章作为介绍IMGRASS计划的第一部分 ,对该项研究计划作一全面简要介绍 ,包括科学目标、计划实施实验区背景、中尺度综合观测 ,并对实验所得大气边界层结构、辐射通量、沙地土壤水份状况、地表反射率谱与遥感测量等提供了个例分析 ,并简单介绍IMGRASS数据库。

内蒙古半干旱草原气候生态相互作用问题——IMGRASS计划初步结果

IMGRASS计划 (内蒙古半干旱草原土壤植被大气相互作用 )旨在通过野外实验、过程分析和数值模式研究理解中纬度半干旱草原气候生态相互作用中的多种时空尺度和多种物理化学生物学过程的作用 ,以及人类活动的影响。文中介绍部分与全球变化和人类活动相关的初步研究结果 ,主要是 :(1)冬季风、大区域地表环境和本区地形的结合对浑善达克沙地在长时间过程形成的作用 ;(2 )夏季风、本区地形和植被对本区夏季降水的水汽通道和降水分布有重要作用 ;(3)实验区内不同类型地表与土壤表现出明显不同的地气交换通量特征与不同的边界层结构 ;(4 )草原温室气体 (N2 O ,CH4 ,CO2 )收支的定量测量与过程研究表明 ,温带草原N2 O源强较IPCC 2 0 0 1报告估计值偏低 ,而草原CO2 收支表现出很强的变动性 ;(5 )人类活动干预下的草原退化与恢复演替表现出该区域普遍的规律与对气候的依赖 ,提供可持续发展的人类对自然草原放牧强度的阈值。

陆面过程实验和地气相互作用研究——从HEIFE到IMGRASS和GAME-Tibet/TIPEX

８０ 年代中开始的国际大型陆面过程实验和地气相互作用研究，现在正向更加深入广泛的方面发展。中国科学院兰州高原大气物理研究所主持了８０ 年代后期开始的中日合作“黑河地区地气相互作用观测实验研究”（ Ｈ Ｅ Ｉ Ｆ Ｅ） ，接着积极参与组织了“内蒙古半干旱草原土壤—植被—大气相互作用”（ Ｉ Ｍ Ｇ Ｒ Ａ Ｓ Ｓ） 和“全球水分能量循环亚洲季风实验—青藏高原陆面物理过程研究”（ 中日合作 Ｇ Ａ Ｍ Ｅ Ｔｉｂｅｔ 和 Ｔ Ｉ Ｐ Ｅ Ｘ） 等几个项目，取得大量珍贵资料和一系列研究成果，从而在国际陆面过程（ Ｌ Ｓ Ｐ） 研究中居于领先地位。本文介绍了近年来国际 Ｌ Ｓ Ｐ 研究以及国内由 Ｈ Ｅ Ｉ Ｆ Ｅ 到 Ｉ Ｍ Ｇ Ｒ Ａ Ｓ Ｓ 和 Ｇ Ａ Ｍ Ｅ Ｔｉｂｅｔ／ Ｔ Ｉ Ｐ Ｅ Ｘ 的进展。

内蒙古草原陆面通量和边界层结构数值模拟

本文用中尺度MMS模式和修正法国陆面过程模式耦合的中尺度模拟系统模拟了内蒙古草原土壤－植被－大气相互作用（IMGRASS）中尺度实验区生长季后期的地面水分能量通量和边界层结构。结果表明，没有降水时的草场白天大部分时刻潜热通量大于感热通量，降水可使潜热通量变大，波纹比变小，草地波纹比正负转变时间为早8点和晚19点。以乌日图为例的内蒙古沙地白天波纹比大于1，正负转变时间是早7点和晚20点。在降水量不大时，土地利用类型比降水对地面通量影响大。边界层温度廓线符合中纬度陆地边界层日夜演变规律，沙地对流边界层形成早于草原，湿度和风廓线与温度廓线的对应关系较好。

内蒙古半干旱草原土壤-植被-大气相互作用综合研究

为深化对中纬度半干旱草原气候-生态相互作用过程、机制及其对全球变化的响应与贡献的认识,一项名为'内蒙古半干旱草原土壤-植被-大气相互作用(IMGRASS)'的基金重大项目于1997～2001年在内蒙古锡林郭勒草原执行.IMGRASS计划在1998年草原生长季节在所选定的以典型草原为主,包括草甸草原、稀疏沙地草原等在内的中尺度试验区开展了多点、多要素的综合观测.观测内容包括土壤、植被、大气的相关要素和发生于地-气界面的潜热、感热通量,还包括N2O,CH4,CO2等微量气体交换量、辐射与降水分布.除1998年中尺度观测试验外,1999～2001年在代表性地点进行了微量气体收支、遥感和沙尘天气相关的专项观测,结合草原站已进行的长期监测资料,分析气候-生态长期相互作用,特别是人类活动干预的影响.在分析观测结果的基础上,对该地区的气候-生态相互作用进行了数值模拟研究.文章简要介绍IMGRASS计划目标和初步成果,包括:计划目标与实验区背景;半干旱草原不同地表陆气相互作用特征;浑善达克沙地及其沙尘气溶胶特征;半干旱草原温室气体收支与碳循环测量分析;人类活动干预下半干旱草原生态退化与恢复演替规律;半干旱草原的遥感测量.