陕北地区不同植被改善方案对环境影响的数值模拟

摘要

植被一直是地气相互作用研究的重点.数值模拟是目前研究植被对大气反馈作用的主要方法.全球和区域气候模式的网格距较大,以致于不能真实地描述地表植被覆盖差异,因而模拟结果存在一定的不确定性.目前,耦合陆面植被模式的中尺度气象模式已成为研究实际的植被建设方案影响天气过程的唯一有效手段.运用中尺度气象模式MM5,模拟了陕北黄土高原地区一次区域性降雨过程及局地环境要素对两种不同的退耕还林方案的敏感性.模式的中心点定于(37.8°N、108.8°E),模拟区域为(104.02～113.58°E ,33.93 ～41.48°N),水平分辨率9km,垂直分层23层,时间积分步长30s,以美国国家环境预测中心(NCEP)再分析资料作为大尺度背景场.模拟结果表明,陕北地区下垫面植被改善后,能够使区域降雨的雨带北移,降雨量增加,降雨过程延长,这对于改善陕北地区干旱的气候环境,扩展动植物的生存区域具有重要的意义.此外,陕北地区植被改善还能够使区域的地表径流减少,对于减少黄河输沙量,清洁黄河水源,保持当地水土具有积极的意义.由于下垫面的变化,局地的环境要素也发生了一些相应的变化:空气湿度增加,土壤湿度在短时间内有一定程度的减少,长期有增加的趋势,气温和土壤温度有一定程度升高,地表温度降低.不同的植被改善方案对环境具有类似的影响,只是在量值和时间上存在着一些差异,总体上说,植被改善的范围越大,对环境的影响越显著.