陕甘宁地区植被覆盖变化对气候的影响研究

摘要

本文采用诊断分析和数值模拟相结合的方法，研究了陕甘宁地区植被覆盖变化与气候的关系，尤其是退耕还林/还草关键区的耕地类型变化对气候的影响。本文得到的主要结论如下：
　　 ⑴进行了Vegetation/NDVI和站点观测的降水、温度资料的诊断分析。结果表明，1998.04-2008.07陕甘宁地区的植被与降水呈上升趋势，温度呈略微下降趋势。植被覆盖与降水、温度的关系密切，与降水呈正相关，与温度呈负相关。
　　 ⑵用RegCM3进行了陕甘宁地区的模拟试验。针对3个典型年份参数选择的试验结果表明，模式水平分辨率与对流参数方案对模拟结果的影响较大。用选定的试验方案进行了1981.11-2007.12的长时间连续积分，模拟结果表明，RegCM3对陕甘宁地区的气候(尤其是温度)有很好的模拟能力。
　　 ⑶RegCM3的敏感性模拟试验结果表明，将关键区的作物变为沙漠、草地和森林之后，改变的下垫面性质通过影响陆-气之间的能量、水份交换过程影响大气环流，最终影响气候。①将关键区的作物变为不同的下垫面类型之后，对温度的影响最明显，其中变为无植被覆盖的沙漠造成的温度差异最大。温度的改变有显著的季节特征，主要的变化出现在夏季。②下垫面的改变对区域水份的储存与交换都产生影响。将作物替换成沙漠造成的变化最大，表现为降水、蒸发、径流和土壤含水量的减少。而将作物替换成林地和草地后，造成的水循环变量变化不大，但土壤含水量有明显增加。这表明，退耕还林/草对水土保持是有一定作用的。③下垫面类型的改变对上面大气的影响主要集中于对流底层，三个试验中将作物替换成沙漠造成的变化最大。将作物改为无植被(沙漠)和有植被(草地和林地)的试验造成的温度、水汽垂直分布变化大致相反。因此，通过陆面、大气中的能量(温度)、水份变化，最终会对气候产生明显的影响。

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第一章绪论

1.1研究意义

1.2国内外研究进展

1.2.1植被与气候的统计相关研究

1.2.2植被对气候影响的数值模拟研究进展

1.3本文研究内容

第二章陕甘宁地区植被与温度、降水的诊断研究

2.1数据及诊断方法介绍

2.1.1植被指数NDVI数据介绍及处理

2.1.2气象站点温度、降水数据介绍

2.2陕甘宁地区NDVI与降水、温度的变化趋势

2.2.1年变化

2.2.2年际变化

2.3植被与温度、降水的相关关系

2.3.1同期相关关系

2.3.2错时相关关系

2.4本章小结

第三章RegCM3模式对陕甘宁地区的模拟试验

3.1区域气候模式与陆面过程方案介绍

3.1.1区域气候模式RegCM3

3.1.2陆面过程模式BATS

3.2个例年份的模式方案设计与模拟结果分析

3.2.1模式试验设计

3.2.2模拟结果的比较分析

3.3长时间连续积分模拟试验结果分析

3.3.1空间分布

3.3.2时间变化

3.4本章小结

第四章陕甘宁地区植被覆盖变化对气候影响的数值试验

4.1模拟区域的下垫面覆盖类型

4.2敏感性试验设计

4.3敏感性试验结果分析

4.3.1水平分布变化

4.3.2陆面量在关键区的时间变化

4.3.3大气变化

4.4植被覆盖变化对气候影响的讨论

4.5本章小结

第五章全文结论与展望

5.1研究内容及主要结论

5.2主要创新点及特点

5.3存在不足及展望

参考文献

致谢