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初值对中国东部初夏土壤湿度可预报性影响

李演达 吴统文 刘向文 颉卫华

李演达, 吴统文, 刘向文, 等. 初值对中国东部初夏土壤湿度可预报性影响. 应用气象学报, 2018, 29(4): 423-435. DOI: 10.11898/1001-7313.20180404..
引用本文: 李演达, 吴统文, 刘向文, 等. 初值对中国东部初夏土壤湿度可预报性影响. 应用气象学报, 2018, 29(4): 423-435. DOI: 10.11898/1001-7313.20180404.
Li Yanda, Wu Tongwen, Liu Xiangwen, et al. The impact of initial conditions on soil moisture predictability in early summer in Eastern China. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(4): 423-435. DOI:  10.11898/1001-7313.20180404.
Citation: Li Yanda, Wu Tongwen, Liu Xiangwen, et al. The impact of initial conditions on soil moisture predictability in early summer in Eastern China. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(4): 423-435. DOI:  10.11898/1001-7313.20180404.

初值对中国东部初夏土壤湿度可预报性影响

DOI: 10.11898/1001-7313.20180404
资助项目: 

国家重点研究发展计划 2016YFA0602100

国家自然科学基金项目 41675090

详细信息
    通信作者:

    吴统文, 邮箱: twwu@cma.gov.cn

The Impact of Initial Conditions on Soil Moisture Predictability in Early Summer in Eastern China

  • 摘要: 土壤湿度是影响天气和气候非常重要的因子之一,但目前针对土壤湿度可预报性的研究报道相对较少。该文在对BCC_CSM模式进行了适合的陆面初始化的条件下,设计了两组在中国东部地区采用不同土壤湿度初值的回报试验研究该地区土壤湿度的可预报性及初值对其可预报性影响问题。试验结果表明:BCC_CSM模式在真实的外场强迫下可以模拟出相对合理的土壤湿度;土壤湿度的可预报性在表层约为3候,随着深度的增加,土壤湿度的可预报性持续时间增加,在中层预报性甚至能达到月尺度以上;初值对于土壤湿度的预报存在影响,在表层影响时间约为2~3候,影响时间随着深度增加;浅层土壤湿度受降水的影响较大,浅层土壤湿度变化滞后降水变化约1~2 d,中层土壤湿度变化与降水变化存在5 d左右的滞后关系。
  • 图  1  2008—2013年5—6月平均表层土壤湿度分布(a)OF试验,(b)NMIC再分析资料

    Fig. 1  Distributions of mean soil moisture at ground surface averaged from May to Jun in 2008-2013 (a)OF experiment, (b)NMIC reanalysis data

    图  2  2008—2013年5—6月平均表层土壤湿度年际变化方差分布(a)OF试验,(b)NMIC再分析资料

    Fig. 2  Standard deviations of soil moisture at ground surface averaged from May to Jun in 2008-2013 (a)OF experiment, (b)NMIC reanalysis data

    图  3  OF试验所模拟的2008—2013年5—6月逐日不同深度的土壤湿度与同期NMIC再分析资料相关分布

    Fig. 3  Correlations of daily soil moisture between OF experiment and NMIC reanalysis data from May to Jun in 2008-2013

    图  4  OH试验所预报的1994—2013年每年5月1日起前4候0.007 m土壤湿度与观测替代资料相关分布(r0.05=0.45)以及与CH试验的差值

    Fig. 4  Correlations of soil moisture at 0.007 m between predictions by OH experiment and proxy data for first 4 pentads in May during 1994-2013 and their differences with CH experiment

    图  5  OH试验所预报的1994—2013年每年5月1日起的0.619 m土壤湿度与观测替代资料相关分布(r0.05=0.45)以及与CH试验的差值

    Fig. 5  Correlations of soil moisture mean at 0.619 m between predictions by OH experiment and proxy data during 1994-2013 start from 1 May and their differences with CH experiment

    图  6  OH和CH试验预报的中国东部地区土壤湿度和观测替代数据相关系数(曲线表示1994—2013年平均的土壤湿度相关系数,阴影部分表示相关系数变化范围)

    Fig. 6  The variation of pattern correlations of soil moisture of OH experiment, CH experiment to observation in the eastern China(lines denote correlations of soil moisture during 1994-2013, shaded areas denote range of correlations)

    图  7  1994—2013全部年份以及湿年、干年OH试验的降水与浅层(0.007~0.062 m)、中层(0.366~0.619 m)土壤湿度的滞后相关系数

    Fig. 7  Lag correlations between precipitation and soil moisture in shallow layers(0.007-0.062 m) and middle layers(0.366-0.619m) predicted by OH experiment

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-15
  • 修回日期:  2018-05-22
  • 刊出日期:  2018-07-31

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