百年尺度不同区域地表气温对CO_(2)浓度非均匀动态分布敏感度的研究

地球系统模式结果表明大气CO_(2)浓度的快速增加是气候变化重要的原因之一。卫星资料分析结果表明,大气CO_(2)浓度并非均一的,而是有明显的区域差异,以人类活动为主的碳排放会影响这一区域差异。这种空间差异如何影响区域地表气温对CO_(2)的敏感度,需要进一步深入系统的研究,利用地球系统模式BNU-ESM(Earth System Model of Beijing Normal University)进行数值模拟,并与观测数据进行比较,结果表明:在试验模拟结果2°C阈值内,非均匀CO_(2)浓度试验的CO_(2)浓度增加阈值范围小于均匀CO_(2)浓度试验结果,偏少约为4.3 ppm(106)。在区域尺度上,中国地表气温对CO_(2)敏感度普遍低于美国、欧洲以及北半球平均水平,这表明CO_(2)浓度空间差异对地表气温的敏感度的影响存在明显区域差异,很可能是CO_(2)浓度辐射效应与气候系统反馈过程的共同作用结果,这需要进一步研究。非均匀CO_(2)浓度对地表气温敏感度影响将会对碳中和目标下未来碳汇潜力精准估算提供科学支持。

Noah-MP陆面模式在高寒草地生长季水热交换的模拟评估和改进

高寒草地是青藏高原的主要生态系统,其水热交换的准确模拟对于加强高原陆气相互作用过程的认识具有十分重要的意义.本文利用青藏高原东北部黑河流域上游地表过程综合观测网的四个高寒草地站点生长季观测数据,对Noah-MP陆面模式的集合数值模拟进行了评估,并对参数化方案进行了改进.首先开展了生长季7个主要物理过程/物理量的集合数值模拟试验,共计1008种参数化选项组合方案,并基于泰勒技巧分选取适合高寒草地水热交换模拟的参数化选项组合方案;在此基础上,通过引入新的热力学粗糙度、土壤水力性质和根系垂直分布的参数化方案进一步改进了Noah-MP的水热交换模拟精度.研究发现:(1)Noah-MP在高寒草地生长季的水热交换模拟主要受植被动态生长(Dveg)、冠层气孔阻抗(Crs)、地表径流与地下水(Run)和地表热力交换系数(Sfc)四个物理过程/物理量的影响,它们的参数化选项对模拟结果影响较大;(2)Noah-MP框架下选取的最优参数化选项组合方案在所有站点均存在明显的感热通量(H)高估和土壤水分(θ)低估的问题;(3)通过引入新的热力学粗糙度的参数化方案能够显著改进H的高估问题,进一步引入考虑有机质影响的土壤水力性质参数化方案和新的根系垂直分布函数能够显著改进θ的低估问题.本文的结果为进一步改进陆面模式在高寒草地的水热交换模拟提供了重要参考.