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本文为了研究中国地区地表反照率的时空分布和变化特征,利用2000~2009年MODIS地表双向反照率(MCD43C3),植被指数(MOD13C2)和归一化雪盖指数(MOD10C1)资料,对中国地区的地表反照率进行了年平均和季节平均的计算,并利用一元线性回归法作了分析。地表反照率多年平均的结果显示:中国区域地表反照率分布西高东低,随海拔增高加大,随纬度增长而增长。近10年的统计回归显示中国地区大部分地表反照率有增长趋势。在四季变化趋势中,冬季有明显变化趋势的范围最广,中国地区的东南部广东福建地区四季都有显著的增长趋势(0.007~-0.01/10a),河套地区除冬季外都有明显的减小趋势(约-0.007~-0.01/10a);青藏高原地区在秋冬两季有明显变化趋势的范围最广,高原西部腹地在全年都有显著的减小趋势,高原东南部秋冬以增长趋势为主,春夏以减小为主,高原周缘山脉冰川有增长趋势。
另外,对相同时间段的中国各地区的归一化植被指数(Indv)和归一化雪盖指数(NSIDC)分别以月周期进行了统计平均和一元线性趋势的计算分析,统计结果表明:Indv的增加可能作用了辽松平原、河套地区的地表反照率的减小趋势;NSIDC在东北和华北的增加,可能影响了冬季的地表反照率增加;青藏高原冬季周边西部腹地大面积的反照率减小,东部的部分区域反照率增加受到NSIDC变化的影响,并且NSIDC的趋势变化在春季高原东西部变化相反。Indv和地表反照率在西部和北方地区的负相关性较高,NSIDC在西部和北方地区地区的正相关性较高,并且绝大部分地区的地表反照率对雪盖指数更敏感。
在数值模拟部分,利用NCAR气候模式CAM耦合的Community LandModel(CLM),先模拟了中国地区短波散射反照率的数值和卫星的MODIS白球短波反照率进行比对。结果表明,模式模拟的短波反照率对比卫星数据在中国地区西部高值地区偏大,东部低值区偏小,其中冬季对高纬度地区的相对偏差最大,高值地区绝对值偏大0.3~0.5,相对偏差集中在30%~50%,在低值地区偏小0.1左右,相对偏差集中在-20%~-5%,东北地区偏小-0.3左右,相对偏差集中在偏小-20%~-40%。相对偏差最小的地区在华南地区,除了夏季达到-10%外,其他季节都在-5%~-10%之间。冬季由于模式对地表类型的反照率先验值归类较为笼统,对积雪变化响应不敏感,是模式模拟反照率偏差大的可能原因。