论文部分内容阅读
青藏高原冻融环境的变化对高原的水文水资源、植被动态变化、生态循环和工程建设均有着十分重要的影响。由于青藏高原实际站点的观测资料相对较少,验证再分析格点资料在青藏高原的适用性,并利用再分析资料进行青藏高原冻融环境变化分析的研究对深入了解和预测高原生态环境的变化具有十分重要的意义。 本论文以中国科学院青藏高原冰冻圈观测研究站3个综合气象观测场(西大滩、五道梁和唐古拉)和国家气候中心提供的69个气象站实际观测地面温度(下文简称LST)为验证数据,评价ERA-Interim LST产品在青藏高原地区的适用性,通过建立ERA-Interim LST与实际观测地面温度的统计关系,再对ERA-InterimLST产品的季节变化、年际变化和年代际变化进行分析,来研究青藏高原冻融环境的变化,然后以ERA-Interim LST为模型输入数据,计算地面冻结和融化指数,最后应用扩展冻结数模型模拟青藏高原多年冻土分布状况。研究结果表明: (1)在青藏高原多年冻土区,ERA-Interim LST和综合气象观测场实际观测值的差值,呈现出了冷偏差和暖偏差交替出现的现象,3个综合气象观测场年平均偏差均是冷偏差,分别是西大滩-1.7℃、五道梁-1.0℃和唐古拉-0.9℃,两种温度产品的相关系数和解释方差都很高。在青藏高原中东部地区,ERA-Interim LST明显低于69个国家气象站实际观测值,最冷偏差达到-12.6℃,最暖偏差1.7℃,平均偏差为-7.4℃。 (2)经过对ERA-Interim LST产品进行海拔高度订正后,两种地面温度产品偏差绝对值小于2℃的站点有57个,主要位于青藏高原中部和南部,偏差绝对值大于2℃的站点有12个,主要位于青藏高原边缘地区,平均偏差为0.4℃,订正效果高原内部地区好于外部。 (3)多年冻土区年平均地面温度都在-2℃以下,并且从高原外部向高原内部逐渐降低,西昆仑边缘、藏东南和雅鲁藏布江一带地面温度则较高。从季节尺度上看青藏高原多年冻土区地面温度,其春季和秋季都在-2℃以下,夏季在2℃到8℃之间,冬季年平均地面温度在-14℃以下。 (4)用非参数Mann-Kendall检验结合线性趋势分析方法,分析1980到2009年ERA-Interim LST温度产品的变化趋势。青藏高原边缘地区,呈现显著的变暖趋势,尤其在西昆仑地区、青藏公路沿线、黄河源区、藏东南和祁连山区,但局部地区在近30年出现变冷趋势,地面温度的趋势变化表现出极大的区域分异性。 (5)以订正后的ERA-Interim LST计算出来的地面冻结和融化指数为扩展冻结数模型的输入数据,模拟出青藏高原多年冻土区面积为1.14×106km2,季节冻土区面积为1.43×106km2。