摘要: 陆地生态系统是地球系统的重要组成部分，地球系统中各个组成部分通过各种物理化学及生物作用相互影响。为了更好的理解和预报气候变率，就需要了解各个组成部分相互之间的关系，尤其是陆地生态系统与气候之间的关系。 本文首先对利用完全耦合的共... 展开 陆地生态系统是地球系统的重要组成部分，地球系统中各个组成部分通过各种物理化学及生物作用相互影响。为了更好的理解和预报气候变率，就需要了解各个组成部分相互之间的关系，尤其是陆地生态系统与气候之间的关系。 本文首先对利用完全耦合的共同气候系统模式(CCSM3.5)，模拟植被覆盖度变化后对东亚季风区气候的长期影响，同时利用半耦合的共同气候系统模式(CCSM3.5)对比分析了海洋在植被影响大气的过程中的作用。完全耦合模式试验中，东亚季风区植树造林后对局地气候造成了明显的影响，全年平均降水增加，夏季降温冬季升温，春秋季节温度变化不明显。夏季降温主要是由蒸发机制造成的，冬季升温主要是由水汽增加导致的温室效应造成的。半耦合模式试验中，东亚地区植树造林后，全区降水变化不显著，夏季降温冬季升温。半耦合模式夏季降温机制与完全耦合模式降温机制相同，均为植被增加后，蒸发蒸腾作用增加，导致地表降温。然而冬季升温机制与完全耦合试验完全不同，半耦合试验中冬季升温主要是由于植被变化后，地表反射率减小，地表反射辐射减少，地表吸收到更多的热量导致升温的。完全耦合试验中，植树造林后除了对试验区的气候造成影响，还会通过影响大气环流，进而影响其他区域的气候。冬季，植树造林后减小了试验区风速的同时，冬季风下风区的风速也有所减弱。基于风速-蒸发-海表面温度SST的正反馈，使得风速进一步减小，海表温度SST升高。海表面上空大气温度增加且含水量增大，并沿着异常西南风输送到东亚季风区，使东亚季风区沿海地区水汽增加明显，使向下长波辐射增加（温室效应），东亚沿海以及中南半岛地区温度升高。 其次，本文还利用完全耦合的共同气候系统模式(CCSM3.5)并使用集合预报方法模拟研究了植被覆盖度变化对东亚季风区短期气候的影响。由于植被蒸腾作用加强，使东亚季风区地表温度显著降低，夏季降温比冬季明显。即植树造林后短期内会立即改变局地辐射收支状况，降水增加，气温降低，从而有效缓解全球变暖。 另外，本文还使用了平衡反馈分析法EFA，利用观测值以及完全耦合的共同气候系统模式(CCSM3.5)的结果，计算了植被与大气之间的反馈系数。从而量化植被与大气的相互关系。植被对温度的反馈系数在大兴安岭、贝加尔湖等地区为正，约为1～2℃(0.1FPAR)-1。在中国南部地区反馈系数也为正，但反馈系数较小约为0.2～1℃(0.1FPAR)-1。植被对降水的反馈系数噪音较多，在我国华北地区为正的反馈，反馈系数约为1.5cmmonth-1(0.1F PAR)-1。利用模拟结果分析发现，由于FPAR在东亚季风地区变率很小导致无法求得该地区的植被对大气的反馈系数。在中高纬度地区植被与温度的反馈系数约为1℃(0.1FPAR)-1，与观测资料计算的结果基本一致。而在中低纬度，如北美西部沿海灌木区、非洲稀树大草原、中亚干旱草原，印度以及澳洲大部，这些以草和灌木为主的地区对降水的响应比树木快，植被与温度呈负反馈，反馈系数约为-0.2～-1.0℃(0.1FPAR)-1。 最后，本文还通过分析东亚地区几种典型的下垫面的辐射能量平衡特征进一步阐述了下垫面属性与局地能量收支特征的关系。通过研究发现巴丹吉林沙漠地区两种典型下垫面由于地表反射率的不同以及土壤湿度的不同，可以对该地区能量分配产生重要的影响，进而影响局地气候。而戈壁地区感热通量则是该地区地表能量平衡的重要分量，可以占到净辐射的50％左右。 收起