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纳木错小湖和大湖湖气相互作用及其内部混合过程对比研究

批准号:
41705005
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
29.0 万元
负责人:
王宾宾
学科分类:
大气物理学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
赖悦、刘莲、王岩、韩熠哲

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
青藏高原有数以万计的湖泊,湖泊-大气之间水分和热量通量的传输交换以及湖泊内部热量混合过程的观测和模拟研究对于量化湖泊在区域水循环和能量平衡中的作用、评估湖泊的区域气候效应意义重大。鉴于湖泊面积、大小和深度不同会引发湖表粗糙度、温度、湖内热量存储及热量混合过程的差异,本项目将基于青藏高原纳木错小湖和大湖宝贵的湖气相互作用与湖泊温度梯度观测资料,结合湖泊过程模型(Flake模型和CLM-LISSS模型)完成以下研究目标:(1)对比分析小湖和大湖湖面特征参数与湖气水热通量季节变化规律;(2)验证湖泊模型结果,优化湖泊模型参数,加深理解小湖和大湖湖泊热量混合机制的异同。研究项目的实施将揭示高海拔小湖和大湖湖泊过程的差异,为青藏高原湖泊过程的精确模拟奠定基础。
英文摘要
There are tens of thousands of lakes on the Tibetan Plateau, observation and simulation of lake-air moisture and heat flux transfer process and lake internal mixing regimes have significances in quantifying the role of lakes in regional water cycle and energy budget and in evaluating its regional climate effects. Due to the area and depth induced significant differences in surface roughness lengths, temperature, heat storage in the lake and mixing regimes, we will focus on the following objectives by combination of valuable observations (lake-atmosphere heat fluxes and lake temperature profiles) and models simulations (Flake model and CLM-LISSS model) over a small lake and a large lake in Nam Co basin: (1) comparative analysis of lake-atmosphere characteristic parameters and seasonal variations of moisture and heat flux over a small lake and a large lake; (2) validation of models simulations, optimization of model parameters and understanding the similarities and differences of lake mixing regimes of the two lakes. The successful implementation of the research plan will reveal the differences of lake process over high-altitude lakes and lay the foundation for precise lake simulations on the Tibetan Plateau.
青藏高原有数以万计的湖泊,湖泊-大气之间水分和热量通量的传输交换以及湖泊内部热量混合过程的观测和模拟研究对于量化湖泊在区域水循环和能量平衡中的作用、评估湖泊的区域气候效应意义重大。然而,由于湖泊面积、大小和深度不同会引起湖泊表面粗糙度、温度、湖内热量存储及热量混合过程的差异,因此,本研究项目基于青藏高原纳木错小湖和大湖宝贵的湖气相互作用与湖泊温度链观测资料,结合湖泊过程模型完成以下研究内容:(1)对比分析小湖和大湖湖面特征参数和湖气水热通量季节变化规律的异同;(2)验证湖泊模型模拟结果,优化湖泊模型参数,加深理解小湖和大湖湖泊热量混合机制的异同。项目研究结果发现:(1)纳木错小湖和纳木错湖湖表温度、气象要素和水热通量存在着显著的季节变化差异。大湖的湖表温度更低、风速更大、空气温度更高,并且湖表和空气的温度峰值存在延后。大湖蒸发量的峰值发生在十一月份,而小湖发生在六月份。大湖非结冰期的蒸发量大约为981±18 mm,高于纳木错小湖(812mm),这主要与观测到的大湖较小的波纹比有关。(2)Flake的模拟结果显示其可再现混合层厚度和湖表温度的季节变化,但对日变化幅度存在低估。Flake模型选取合适的消光系数和湖泊深度,模拟得到的湖表温度、感热通量和潜热通量与观测结果接近,均方根误差仅为1 ℃, 8 W m-2 和 22 W m-2。模型模拟结果与观测结果的差异受驱动数据较低的风速和较低的空气温度的影响。(3)青藏高原75个面积较大的湖泊的冰物候特征和蒸发量结果显示湖面蒸发量在空间上显示很大的空间变率,南部湖泊的蒸发量要高于北部湖泊,其湖面蒸发水资源总量大约为每年29.4±1.2Gt,而所有湖泊的湖面蒸发水资源总量大约为每年51.7±2.1Gt。研究结果对于认识青藏高原湖泊湖气相互作用过程,理解青藏高原高海拔湖泊的蒸发水资源总量意义重大。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1007/s00704-018-2539-9
发表时间: 2018-06
期刊: Theoretical and Applied Climatology
影响因子: 3.4
作者: [Wang Binbin, Ma Yaoming, Ma Weiqiang, Su Bob, Dong Xiaohua]
通讯作者: Dong Xiaohua
DOI: 10.1126/sciadv.aay8558
发表时间: 2020-06-01
期刊: SCIENCE ADVANCES
影响因子: 13.6
作者: [Wang, Binbin, Ma, Yaoming, Ma, Weiqiang]
通讯作者: Ma, Weiqiang
青藏高原大型湖泊蒸发量的观测与模拟研究
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海外基金