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黄河源区土壤温湿和大气参量变化特征

陈金雷 文军 刘蓉 贾东于 王作亮 罗琪 谢琰

陈金雷, 文军, 刘蓉, 等. 黄河源区土壤温湿和大气参量变化特征. 应用气象学报, 2017, 28(1): 98-108. DOI: 10.11898/1001-7313.20170109..
引用本文: 陈金雷, 文军, 刘蓉, 等. 黄河源区土壤温湿和大气参量变化特征. 应用气象学报, 2017, 28(1): 98-108. DOI: 10.11898/1001-7313.20170109.
Chen Jinlei, Wen Jun, Liu Rong, et al. Variation characteristics of soil temperature & moisture and air parameters in the source region of the Yellow River. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(1): 98-108. DOI:  10.11898/1001-7313.20170109.
Citation: Chen Jinlei, Wen Jun, Liu Rong, et al. Variation characteristics of soil temperature & moisture and air parameters in the source region of the Yellow River. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(1): 98-108. DOI:  10.11898/1001-7313.20170109.

黄河源区土壤温湿和大气参量变化特征

DOI: 10.11898/1001-7313.20170109
资助项目: 

国家自然科学基金项目 41530529

国家自然科学基金项目 41375022

国家自然科学基金项目 41675157

中国科学院重点部署项目 KZZD-EW-13

详细信息
    通信作者:

    文军, email:jwen@lzb.ac.cn

Variation Characteristics of Soil Temperature & Moisture and Air Parameters in the Source Region of the Yellow River

  • 摘要: 利用中国科学院西北生态环境资源研究院玛曲土壤温湿观测网2008-2009年、2013-2014年数据验证了3套再分析资料ERA-Interim,CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)和JRA-55(Japanese 55-year Reanalysis)在黄河源区的适用性,结合中国气象数据网玛曲气象站1980-2014年观测资料与CLM4.5(Community Land Model 4.5)进一步分析了黄河源区近35年气候变迁、土壤温湿分布和变化,结果表明:CFSR能够较好地描绘黄河源区土壤湿度变化,ERA-Interim对于土壤温度刻画能力更强,JRA-55效果较差;35年来气温、土壤温湿总体呈上升趋势且发生突变;近年来10 cm土壤温湿有暖干化趋势,降水量稍有增加,土壤冷季冻结周期变短,暖季持续时间拉长;CLM4.5模拟精度高,能够较好地刻画源区土壤温湿变化细节,两湖及黄河周边暖季为冷湿中心,冷季为暖干中心。
  • 图  1  2008年7月-2009年6月黄河源区土壤温湿变化(a)土壤湿度,(b)土壤温度

    Fig. 1  The variation of soil temperature & moisture from Jul 2008 to Jun 2009 in the source region of the Yellow River (SRYR) (a) variation of soil moisture, (b) variation of soil temperature

    图  2  1980年-2014年黄河源区玛曲站气温、降水和土壤温湿的年际变化和趋势(a)气温,(b)降水量,(c)土壤温度,(d)土壤湿度

    Fig. 2  The interannual variation and tendency of air temperature, precipitation, soil temperature & moisture during 1980-2014 in Maqu Station of SRYR (a) air temperature, (b) precipitation, (c) soil temperature, (d) soil moisture

    图  3  近35年黄河源区气温、降水和土壤温湿的M-K检验、滑动T检验曲线(a)气温M-K检验,(b)降水M-K检验,(c)土壤温度M-K检验,(d)土壤湿度M-K检验,(e)气温滑动T检验,(f)降水滑动T检验,(g)土壤温度滑动T检验,(h)土壤湿度滑动T检验

    Fig. 3  M-K test and sliding T test curves of air temperature, precipitation, soil temperature & moisture in recent 35 years in SRYR (a) M-K test for air temperature, (b) M-K test for precipitation, (c) M-K test for soil temperature, (d) M-K test for soil moisture, (e) sliding T test for air temperature, (f) sliding T test for precipitation, (g) sliding T test for soil temperature, (h) sliding T test for soil moisture

    图  4  近年来黄河源区冷季、暖季和季风爆发季土壤温湿变化(a)冷季土壤湿度变化,(b)暖季土壤湿度变化,(c)季风爆发季土壤湿度变化,(d)冷季土壤温度变化,(e)暖季土壤温度变化,(f)季风爆发季土壤温度变化

    Fig. 4  Recent variation of soil moisture and soil temperature in cold season, warm season and monsoon season in SRYR (a) variation of soil moisture in cold season, (b) variation of soil moisture in warm season, (c) variation of soil moisture in monsoon season, (d) variation of soil temperature in cold season, (e) variation of soil temperature in warm season, (f) variation of soil temperature in monsoon season

    图  5  2006-2010年暖季、冷季黄河源区平均土壤温湿分布(a)暖季CFSR土壤湿度分布,(b)暖季CLM4.5模拟土壤湿度分布,(c)冷季CFSR土壤湿度分布,(d)冷季CLM4.5模拟土壤湿度分布,(e)暖季ERA-Interim土壤温度分布,(f)暖季CLM4.5模拟土壤温度分布,(g)冷季ERA-Interim土壤温度分布,(h)冷季CLM4.5模拟土壤温度分布

    Fig. 5  The spatial distribution of soil temperature & moisture in warm season and cold season during 2006-2010 in SRYR (a) soil moisture of CFSR in warm season, (b) soil moisture of CLM4.5 simulation in warm season, (c) soil moisture of CFSR in cold season, (d) soil moisture of CLM4.5 simulation in cold season, (e) soil temperature of ERA-Interim in warm season, (f) soil temperature of CLM4.5 simulation in warm season, (g) soil temperature of ERA-Interim in cold season, (h) soil temperture of CLM4.5 simulation in cold season

    表  1  中国科学院西北生态环境资源研究院玛曲土壤温湿观测网站点分布

    Table  1  Sites of Maqu Soil Temperature & Moisture Network

    站点 纬度 经度 海拔高度/m
    CST-01 33°53′N 102°08′E 3491
    CST-02 33°40′N 102°08′E 3449
    CST-03 33°54′N 101°58′E 3508
    CST-04 33°46′N 102°43′E 3505
    CST-05 33°40′N 101°53′E 3542
    NST-06 34°00′N 102°16′E 3428
    NST-07 33°59′N 102°21′E 3430
    NST-08 33°58′N 102°36′E 3473
    NST-09 33°54′N 102°33′E 3434
    NST-10 33°52′N 102°34′E 3512
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-17
  • 修回日期:  2016-01-13
  • 刊出日期:  2017-01-31

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