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降水对陆面蒸发过程的影响及其参数化改进研究

《降水对陆面蒸发过程的影响及其参数化改进研究》是依托中国人民解放军国防科技大学,由左瑞亭担任项目负责人的面上项目。

降水对陆面蒸发过程的影响及其参数化改进研究基本信息

降水对陆面蒸发过程的影响及其参数化改进研究结题摘要

降水条件下植被和地表的水文功能较为复杂,对该过程参数化的真实性和合理程度成为制约陆面模式性能的关键。本项目基于通用陆面模式 CLM,通过理论分析、 数值拟合和模拟试验等方法,研究降水对陆面蒸发过程的影响机制,分析了不同降水强度下地面蒸发差异,提出了“薄水膜”地表蒸发方案,能够显著增强西南地区季风期的地表蒸发通量和潜热通量,同时削弱感热通量,对非季风期的模拟效果也具有一定的改进。结合地形坡度影响,在模式中设计引进了圣维南扩散波模型,合理考虑地形坡度对地表径流的汇流作用,通过坡面坡降和摩擦坡降控制回水效应,实现了地表径流水量的平流再分配,改进了地形复杂地区模式地表径流的模拟;考虑地表非均匀性,基于史密斯-帕兰格(1978)提出的经典入渗公式及王政友经过大量野外试验提出的入渗经验模型,引入考虑雨强影响的累积渗透方案,该方案在雨强较大时和降雨较多的夏秋季能够显著地削弱渗透、提高地表径流以及降低土壤湿度,经试验设计作为新的入渗模型,改进了模式陆面土壤下渗和降水再分配问题。基于模式现有冠层方案,研究提出了冠层拦截参数优化和考虑风速影响的冠层蒸发改进方案,并用于全球、中国区和云南地区等不同尺度蒸散过程模拟分析研究。将改进的陆面过程 CLM 引入区域气候模式 RegCM,针对东部地区、云南等典型区域分别进行陆面离线模拟试验和陆气耦合模拟试验,前者旨在检验降水单向强迫下陆面过程模拟性能的改进效果,后者检验降水条件下陆气相互作用对气候模拟能力的影响。项目研究成果是对陆面过程参数化理论的重要完善和创新,对提高陆面水文过程模拟能力和改进陆气相互作用关系具有应用意义。 2100433B

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降水对陆面蒸发过程的影响及其参数化改进研究造价信息

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降水对陆面蒸发过程的影响及其参数化改进研究中文摘要

水文过程的准确刻画对提高陆面模拟能力具有重要作用,降水条件下植被和地表的水文功能较为复杂,对该过程参数化的真实性和合理程度成为制约陆面模式性能的关键。本项目基于当前广泛应用的通用陆面模式CLM,通过理论分析、数值拟合和模拟试验等方法,研究降水对陆面蒸发过程的影响机制,建立包含雨强和截留残余的冠层截留模型,建立基于生态系统蒸散模型PT-FI的冠层蒸发方案,研究和设计薄水膜模型解决非均匀径流影响下的表层蒸发问题,以此改进降水条件下蒸发过程参数化方案。将改进的陆面过程CLM引入区域气候模式RegCM,针对东亚地区夏季风期分别进行陆面离线模拟试验和陆气耦合模拟试验,前者旨在检验降水单向强迫下陆面过程模拟性能的改进效果,后者检验降水条件下陆气相互作用对气候模拟能力的影响。项目研究成果是对陆面过程参数化理论的重要完善和创新,对提高陆面水文过程模拟能力和改进陆气相互作用关系具有应用意义。

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降水对陆面蒸发过程的影响及其参数化改进研究常见问题

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降水对陆面蒸发过程的影响及其参数化改进研究文献

台风“云娜”在近海强度变化及结构特征的数值研究Ⅰ:云微物理参数化对云结构及降水特征的影响 台风“云娜”在近海强度变化及结构特征的数值研究Ⅰ:云微物理参数化对云结构及降水特征的影响

台风“云娜”在近海强度变化及结构特征的数值研究Ⅰ:云微物理参数化对云结构及降水特征的影响

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页数: 13页

首先对AREM模式模拟的台风基本结构和云结构进行验证,检验了模拟结果的可靠性。在此基础上,设计了5组试验来研究云微物理参数化方案对台风\"云娜\"云结构及降水特征的影响。试验设计主要突出冰相云微物理过程、云微物理特征引发的冷却效应以及霰下落速度的重要性。结果表明:云微物理参数化过程对云的发展和降水特征的影响更为显著。各试验的水凝物分布和强度不同,降水类型和强度存在较大差异,由此引起的云中热力结构也有较大区别;在所有试验方案中,24 h降水率最大差异为52.5 mm/h。云微物理过程对云和降水特征的具体影响表现在:(1)如果不考虑雨水蒸发冷却效应,此时台风内核上升运动强度最强(达到-19 Pa/s),雨水和霰粒子增长最明显,相对于对照试验增量分别为1.8和2.5 g/kg。(2)霰和雪的融化对于螺旋雨带中雨滴的增长十分重要,但他们可能不是云墙中雨水形成的主导因子。(3)不同方案的降水模拟特征也存在较大差别,采用暖云参数化后,降水区域最小,但其中对流降水比例最大(63.19%);霰落速减半后,降水区域最大,其中非对流降水比例也最大(51.15%)。

卡箍的参数化建模及参数对刚度的影响 卡箍的参数化建模及参数对刚度的影响

卡箍的参数化建模及参数对刚度的影响

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页数: 5页

针对航空发动机管路卡箍系列化参数化设计,提出利用软件UG实现卡箍组件的参数化建模的方案。在创建单联卡箍和双联卡箍的基础上,完成了卡箍模型库的建立。利用ANSYS软件进行卡箍组件有限元分析,计算出模型库中各类卡箍的线刚度和角刚度。最后讨论了卡箍的长度和厚度参数对卡箍刚度的影响,进一步完善了对卡箍刚度的研究。

有效降水影响有效降水的因子

降水对作物蒸散过程的有效性受许多因子影响,其中降水特性、土壤特性、作物蒸散速率及灌溉管理是其中几个主要的因子。

(1)降水特性

决定降水有效性的降水特性包括数量、频率及强度。这些因子在空间及时间上的变化都很大,因而深入了解这些特性是设计及管理灌溉系统所必须的。虽然直接从植物或土壤表面蒸发的那部分降水对于减少作物蒸散也是有效的,但大部分有效降水必须渗入土壤,并贮存在根区。高强度的降水,即使持续时间很短,也可能因超过土壤的入渗速率而使有效性很低。大的降水过程,即使是那些强度低、持续时间长的降水也可能产生大量的径流,并引起深层惨漏。强度低、持续时间短的降水通常有效性最高。

(2)土壤特性

土壤在作物水分供给过程中的作用就如同一个水库。因此,土壤的水分吸收、保持、释放及移动等特性对降水的有效程度具有很大的影响。有效降水在很大程度上由土壤的入渗速率及土壤有效贮水量所决定。这两个量都取决于土壤的含水量。干土的入渗率较高,有放贮存量大,因而能更有效地利用降水。

土壤的入渗率与土壤质地密切相关。粗质地的土壤(比如砂土)一般入渗率高,地表径流也少。细质地的土壤通常入渗率很低,易产生大量的径流。

(3)作物蒸散

当作物蒸发蒸腾速率较高时,土壤水分消耗得很快,从而可为贮存降水提供更大的库容。如果发生降水,为达到田间持水量所需的水量就大,相应地由径流和深层渗漏所造成的水分流失就少。反之,如果蒸发蒸腾速率较低,土壤提供贮存降水空间的速率也低,接收水分的能力就小。如果发生降水,由径流或深层渗漏造成的损失可能就要相对大些。

(4)灌溉管理措施

每次灌水过程的净灌水量取决于作物根区贮存,可供植株使用的有效水分的能力和现有的灌溉管理措施。

在过去,管理灌溉系统时通常每次灌水都重新充满整个土壤剖面。如果在一次灌溉之后马上发生暴雨,那么降水中将只有其中很小的一部分重新充满土壤剖面,而大部分降水则被损失掉了。因而,降水的有效性可能很低。制定灌溉计划时,如果只允许土壤水分有很小的亏缺,那么用于贮存降水的土壤库容也较小;相反,如果允许土壤宿较大的水分亏缺,土壤有效贮水能力将增大,降水的有效性就会提高。

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过程管理的工作方法:过程的改进

过程管理的工作方法:过程的改进

过程经过检查,发现有问题,就要及时进行改进。也就是对过程的结构、输出、输入、活动、人员及其它资源进行改变,甚至可能导致对过程的重新策划。

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气候变化对水文过程的影响评估及其不确定性图书目录

封面

气候变化对水文过程的影响评估及其不确定性

内容简介

前言

第1章 引言

第2章 气候变化对水文过程的影响评估及其不确定性分析方法

第3章 钱塘江流域降雨径流历史趋势分析

第4章 基于DHSVM的金华江流域未来水资源评估

第5章 水文模型结构和参数对极限径流模拟的不确定性

第6章 气候变化对极限径流模拟的影响及其不确定性

第7章 气候变化下基于SWAT模型的极限径流模拟及其不确定性分析

第8章 IPCC第五次气候变化预估报告下金华江流域的未来水资源预估

第9章 结论与展望

参考文献

封底

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