近年来随着全球气温的升高对人类生活状况带来的影响日益严重,大气温度升高的原因引起越来越多的关注,目前多数的研究主要集中于海洋对大气温度影响方面,而且也已经非常成熟,但在土壤对气温影响方面的研究较少。为了对次表层土壤对近地面气温的影响有一个初步的了解,本文通过敏感性数值模拟实验初步探讨了次表层土壤温度变率(Subsurface Soil Temperature Variability,以下简称SSTV)对近地面大气温度(Surface Air Temperature,以下简称SAT)的影响。研究结果提示,次表层土壤温度变率对近地面大气温度变率(Surface Air Temperature Variability,以下简称SATV)具有非常重要的影响。本论文在实况观测资料的基础上,运用回归分析法、联合经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,以下简称EOF)以及时滞相关分析等方法首先分析了次表层土壤温度(Subsurface Soil Temperature,以下简称SST)与近地面大气温度的相关性。在此基础上,利用MPAS(Model for Prediction Across Scales,以下简称MPAS)进行敏感性数值模拟试验,分析了次表层土壤温度变率对近地面大气温度变率的影响情况。主要研究内容和结论如下:1)对次表层土壤温度与近地面大气温度的相关分析结果表明:在过去的近三十年里,次表层土壤温度有增有减呈震荡性变化,但总的趋势是次表层土壤温度在增加,其中冬季平均温度升高要高于夏季平均温度的变化。从空间分布来看,次表层土壤温度呈由南北两极到赤道增高且呈带状的分布情况。同样的,在过去的近三十年里,近地面大气温度也在升高。从温度距平的维度时间分析结果来看,次表层土壤温度和近地面大气温度的南北两极增温幅度均比中低纬度区域的增温幅度大。从两者的相关分析的结果可以发现,次表层土壤温度与近地面大气温度之间存在很显著的相关关系:超前滞后相关分析结果显示,次表层土壤温度对当月的近地面大气温度相关性最强;回归分析结果显示,次表层土壤温度升高会伴随着当月近地面大气温度的升高;联合EOF分析结果显示,全球大部分地区次表层土壤温度与近地面大气温度空间分布型一致,次表层土壤温度与近地面大气温度均呈升高的态势。2)敏感性数值模拟试验分析结果表明:模式模拟效果分析结果提示,MPAS-A(The Model for Prediction Across Scales—Atmosphere)模式对近地面大气温度的模拟效果较好,能较好的模拟出近地面大气温度在全球范围内的分布情况,模拟出的的近地面大气温度接近其实测值,但在个别区域模拟效果较差。比如,冬季,在伊丽莎白女王群岛、格陵兰岛以及俄罗斯等靠近北极的区域,模式的模拟效果较差;在夏季,模式对赤道附近的近地面大气温度模拟效果较差。从敏感性试验结果分析可以发现,次表层土壤温度变率对近地面大气温度变率有非常重要的影响。总体来说,在大部分区域,次表层土壤温度的变化引起了相应的近地面大气温度的变化,但在有些区域近地面大气温度变率很小甚至可以忽略。冬季的时候,当次表层土壤温度升高一定值之后,全球大部分的地区近地面大气温度将会升高,但不同的区域影响程度不同,南美洲的中部地区、亚洲北部地区、非洲北部地区、欧洲中部地区以及澳大利亚等区域近地面大气温度升高值最大;夏季的时候,当次表层土壤温度升高一定值之后,北欧地区近地面大气温度升高值最大;当次表层土壤温度减小后,冬季的近地面大气温度在大部分地区减小,在北美洲的中部地区、亚洲北部地区以及澳大利亚北部地区减小值最大;当次表层土壤温度减小后,夏季的近地面大气温度也普遍减小,在北美洲的中部地区和亚洲东北地区减小值最大。又如在一些热带地区和高纬度的地区,近地面气温的变化很小。