【摘 要】
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通用陆面模式(Common Land Model, CoLM)是目前国际上应用广泛、较为先进的陆面模式,该模式考虑了陆面的生态、水文等过程,对土壤、植被、积雪、大气之间能量与水分的传输进
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通用陆面模式(Common Land Model, CoLM)是目前国际上应用广泛、较为先进的陆面模式,该模式考虑了陆面的生态、水文等过程,对土壤、植被、积雪、大气之间能量与水分的传输进行了较好的描述.大量的试验表明CoLM在中国地区有较好的模拟能力.条件非线性最优参数扰动方法用来求解非线性动力系统中在满足一定的参数约束条件下,在预报时刻使得目标函数取得最优值的参数扰动. 本文选取CoLM中的砂土比例和粘土比例作为优化参数,使用扩展的条件非线性最优参数扰动方法对CoLM进行参数优化.本文选取华北平原(0035.2375°N,118.125°E)处和内蒙古(48.5705°N,120°E)处作为试验区域,利用NCEP/NCAR中心NMC Reanalysis6小时陆面通量资料(资料Ⅰ)和 NCEP/DOE AMIP-Ⅱ Reanalysis6小时陆面通量资料(资料Ⅱ),探讨 CoLM参数中的砂土比例、粘土比例对浅层土壤湿度模拟能力的影响.为此,本文分别设计了试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ来对CoLM中的参数进行优化,并利用得到的优化参数对优化阶段之后一个月的浅层土壤湿度进行模拟预报.数值试验结果如下: (1)无论在华北平原,还是在内蒙古,利用扩展的CNOP-P方法得到的优化参数,在优化阶段能使得CoLM更好地模拟该地区的浅层土壤湿度,并且与单参数优化相比,双参数优化后得到的优化参数使得CoLM更好地模拟浅层土壤湿度;使用在优化阶段得到的优化参数,对预报阶段的浅层土壤湿度进行预报,结果表明在预报阶段,优化阶段得到的优化参数显著地改善了CoLM对该地区浅层土壤湿度的预报效果. (2)对本文使用的两个资料集对应的数值试验结果加以比较,结果表明:使用资料Ⅱ的优化结果要比使用资料Ⅰ的结果更合理,前者在预报阶段仍保持双参数优化后的模拟效果优于单参数优化,而后者则不然.由于资料Ⅱ比资料Ⅰ更准确,可以推测,模式的驱动数据集和观测资料的准确与否将对优化结果产生很大的影响,资料越准确,优化结果越合理.
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