对陆面过程的初步认识
地貌观察总结知识点归纳
地貌观察总结知识点归纳地貌是指地球表面上很大面积的地域所表现出来的形态特征，是地理学研究的重要内容。
通过对地貌的观察和研究，可以更深入地了解地球的表面特征、地貌形成的机制和规律等知识。
本文将从地貌观察的角度出发，总结归纳一些常见的地貌知识点，以帮助读者更好地了解地貌学的基本概念和原理。
一、地貌的分类1. 按照地貌形成的过程和方式，地貌可以被分为侵蚀地貌、沉积地貌和构造地貌三类。
2. 侵蚀地貌是由水、风、冰等自然力量对地表岩石的侵蚀作用而形成的地表形态，如河谷、溪谷、峡谷、溶洞等。
3. 沉积地貌是由水、风、冰等自然力量将岩石颗粒和物质沉积到地表上而形成的地表形态，如冲积平原、扇状地、沙地、海岸地貌等。
4. 构造地貌是由地壳变动、地震、火山等地质构造运动所造成的地表形态，如山地、高原、盆地、断裂带等。
二、地貌观察的方法和技巧1. 地貌观察是地貌学研究的重要手段之一，通过地貌观察可以了解地表形态的特征和地质结构的变化。
在地貌观察中，需要掌握一些基本的方法和技巧：2. 选择合适的观察点和观察距离，以便于对地貌进行全面和细致的观察。
3. 运用工具和仪器辅助观察，如用放大镜观察岩石的结构特征，使用测距仪进行距离测量等。
4. 熟练掌握地质图、地形图、卫星影像等地图资源，以帮助理解和分析地貌的特征和规律。
5. 结合地质、气候、植被等因素进行综合观察，从多个角度来了解地貌的形成过程和特征。
三、地貌与自然环境的关系1. 地貌是自然环境的重要组成部分，它与气候、植被、水文等自然要素密切相关。
2. 地貌对生态环境有着重要的影响。
不同地貌类型的地区，其气候、植被、水资源等自然条件各异，对生物多样性和生态平衡有着重要的影响。
3. 不同地貌类型的地区，其自然灾害的发生频率和程度也有所不同。
比如，山地地貌易发生山体滑坡和泥石流等灾害，平原地貌易发生洪涝灾害，海岸地貌易受台风和风暴的影响等。
四、地貌的保护和可持续利用1. 地貌的保护是地球环境保护的重要内容，目前，地球上许多地貌正面临着严重的破坏和退化，如水土流失、沙漠化、湿地退化等。
陆面过程模式的研究进展简介
陆面过程模式的研究进展简介汪薇;张瑛【摘要】陆面过程是影响大气环流和气候变化的基本物理、生化过程之一.根据陆面过程研究的发展进程,介绍了三代陆面过程模式的不同特点和发展历程,指出在未来陆面方案中,引入光合作用和碳循环,可以更加真实地反映土壤、地表、大气、生物圈相互作用.陆面过程模式发展应该着眼于综合并且动态考虑植被类型变化、光合作用、碳循环和水循环的真实水文生化模型建立,将有效增强对气候变化的研究,提高天气预报模式的准确率.【期刊名称】《气象与减灾研究》【年(卷),期】2010(033)003【总页数】6页(P1-6)【关键词】陆面过程模式;参数化;大气环流模式;数值预报【作者】汪薇;张瑛【作者单位】江西省气象局,江西南昌330046;江西省气象台,江西南昌330046;中国气象局武汉暴雨研究所,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】P461陆面过程（Land Surface Processes，LSPs）是影响大气环流和气候变化的基本物理、生化过程之一，在大气—陆面下垫面的研究中扮演着重要的角色，其主要研究陆地下垫面一侧与大气圈运动密切相关的所有过程。
虽然陆面过程很早就被气象学家所认知，但是直到1978年Deardorff［1］在他的模式中才提及陆面过程的特性，因此陆面过程对天气和气候变化影响的重要性还是在近几十年被进一步认识［2-4］。
特别是近几十年来随着对全球气候变化和气候异常的重视程度的增加，陆面过程研究已经成为当代气候系统和天气研究的热点之一。
另外，一些国际间的外场观测及实验（如HAPEX、FIFE以及在中国黑河流域进行的HEIFE实验）的顺利进行，也推动了陆面物理过程机理及模式发展研究。
通过多年的研究，科学家们针对不均匀的陆地下垫面如何影响气候系统［5］，土壤湿度对气候系统的响应［6-7］，不均匀及不断变化的地表对气候系统的响应［8-9］，植被的生物物理过程对气候系统的响应［10-11］等问题，开展了大量的研究，并在相关的研究领域取得一定的进展［12-17］。
地球的地貌与地貌过程
地球的地貌与地貌过程地貌是指地球表面的形态和构造特征，它是由地质作用和地表空间相互作用所形成的。
地貌过程则是指地球表面形成和变化的过程，其中包括风蚀、水蚀、冰蚀等现象。
地球的地貌与地貌过程是地理学中一个重要的研究领域，它揭示了地球表面的演化历史和地质变化的规律。
一、地球的地貌地球的地貌丰富多样，包括了山脉、平原、盆地、高原、丘陵、河流、湖泊、海洋等多种形态。
这些地貌形态是由不同的地质作用和地表过程所造成的。
1. 山脉：山脉是地表较高的地貌，它通常由构造抬升和抬升后的侵蚀形成。
地壳板块的运动和地震活动导致了山脉的形成，比如喜马拉雅山脉就是由印度板块和欧亚板块的碰撞所形成的。
2. 平原：平原是地表相对平坦的地貌，通常位于或靠近大河流域，是由沉积作用所形成的。
平原广阔，土壤肥沃，适合发展农业。
例如，黄河、长江的冲积平原就是因为长期的沉积作用而形成的。
3. 盆地：盆地是由构造活动形成的地貌，是一种地质构造单元。
盆地的形成通常经历地壳的下沉、断裂以及沉积堆积等过程。
盆地内的沉积物丰富，往往埋藏着重要的矿产资源。
4. 高原：高原是相对较高而平缓的地貌，由于海拔较高，气候凉爽，土地肥沃，适合发展农牧业。
世界上有着许多著名的高原，如青藏高原、亚马逊高原等。
5. 丘陵：丘陵是介于山地和平原之间的地形，地势较为起伏，丘陵之间常有河流、湖泊等地貌特征。
丘陵地区一般适宜发展农业和林业，地势多样化也为人们提供了丰富的旅游资源。
6. 河流：河流是地表水循环的重要组成部分，它不仅为生态系统提供了水源，同时还为人类的生产、生活等提供了重要的资源和便利。
河流的形成是由于地表的坡降、雨水的集水等自然因素。
二、地貌过程地貌过程是指地球地表形成和演变的过程，包括风蚀、水蚀、冰蚀等现象。
这些地貌过程是地球物理和地球化学作用的结果。
1. 风蚀：风蚀是指风对地表物质的侵蚀和磨蚀作用。
在风力的作用下，地表被刮动，沙尘被卷起并运输，从而形成了沙丘、沙漠等地貌形态。
地理必修二第一章知识点整理
地理必修二第一章知识点整理一、大陆的形成和变动1.大陆的形成过程-大陆是由一块或几块地壳板块聚集和碰撞而形成的。
-地表上的大陆不是静止不动的，而是在慢慢变动。
-大陆是由岩石构成的，这些岩石表面会有褶皱和断层。
2.大陆板块的运动方式-大陆板块的运动方式主要包括：向东运动、向西运动、向南运动和向北运动等。
-大陆板块的运动速度是非常缓慢的，每年大约只有几公分到几十公分。
3.大陆的变动-大陆是一个动态的系统，它们可以分裂，也可以重组，还可以碰撞。
-大陆板块之间的碰撞会引起地震、火山爆发等地壳运动现象。
二、大陆的演化历程1.大陆演化的历史时期-大陆演化的历史时期主要包括古生代、中生代和新生代。
-在古生代时期，原始大陆是唯一的大陆。
-在中生代时期，原始大陆开始分裂形成多个大陆。
-在新生代时期，大陆板块开始减速和重新组合。
2.大陆演化的特征-大陆演化的特征主要是大陆的碰撞和结构的变化。
-大陆板块碰撞会形成地形的巨大变化，如喜马拉雅山脉的形成。
3.大陆演化的规律-大陆演化的规律主要有：岩性和构造的变化、矿产资源的分布、地质地貌的变化等。
三、大陆漂移学说1.大陆漂移学说的提出-大陆漂移学说是由德国地质学家魏格纳于20世纪初提出的。
-魏格纳认为地球是一个整体，地壳板块会漂移。
2.大陆漂移学说的内容-大陆漂移学说主要包括了大陆漂移的原因、证据和机制等。
-大陆漂移的原因是地球内部的热对流运动，包括对流流体的运动和地壳板块的移动。
-大陆漂移的证据主要是地球的古生物和古地理现象等。
-大陆漂移的机制是通过板块构造的推动和拉力来实现的。
3.大陆漂移学说的影响-大陆漂移学说的提出改变了地球科学的研究方向。
-大陆漂移学说为后来的板块构造学说和地质学发展奠定了基础。
四、现代大陆漂移学说1.现代大陆漂移学说的发展-现代大陆漂移学说是基于魏格纳的大陆漂移学说发展起来的。
-现代大陆漂移学说根据新技术的进展和新的证据进行了修正和完善。
2.现代大陆漂移学说的内容-现代大陆漂移学说认为地壳板块是地球上最基本的构造单位。
陆面过程模式研究进展——以CAS-LSM为例
陆面过程模式研究进展——以CAS-LSM为例王龙欢;谢正辉;贾炳浩;王妍;李锐超;谢瑾博;陈思;秦佩华;师春香【期刊名称】《高原气象》【年(卷),期】2021(40)6【摘要】陆面过程是气候系统的重要组成部分,影响大气环流和气候变化。
陆面过程模式中人类活动、生物物理和生物化学过程的合理描述有助于理解陆面与大气之间相互作用机制。
本文首先回顾了陆面过程模式的发展历程,陆面过程模式从最初简单的箱式模型发展到考虑了较为完备的陆面物理、化学和生物过程,正朝着精细化、集成化的方向发展。
农业灌溉与施肥、干旱区河流输水、点源污染排放、城市规划实施等与生产生活密切相关的人类活动,影响陆地碳氮水循环过程及河流水生生态系统。
地下水侧向流动、土壤冻融界面变化等过程改变陆气水分收支和能量平衡,影响天气气候与环境。
因此,迫切需要在陆面生态水文模拟中合理表示这些过程和人类活动的作用。
随后介绍了陆面过程模式CAS-LSM的研究进展及应用。
陆面过程模式CAS-LSM可应用于干旱区内陆河流域模拟,定量评估河流输水的生态水文效应;结合气候系统模式,可以实现监测河流水环境特别是氮输送的变化;与区域气候模拟结合,实现城市规划实施的天气与气候效应的定量评估。
【总页数】17页(P1347-1363)【作者】王龙欢;谢正辉;贾炳浩;王妍;李锐超;谢瑾博;陈思;秦佩华;师春香【作者单位】中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室;中国科学院大学地球与行星科学学院;南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室;国家气象信息中心【正文语种】中文【中图分类】P467【相关文献】1.NIM陆面过程模式的研究Ⅱ：青藏高原夏季陆面过程的数值模拟2.不同大气强迫作用下陆面模式CAS-LSM多年冻土活动层厚度模拟与不确定性研究3.一个改进的陆面过程模式及其模拟试验研究第二部分:陆面过程模式与区域气候模式的耦合模拟试验4.一个改进的陆面过程模式及其模拟试验研究第一部分:陆面过程模式及其“独立(off-line)”模拟试验和模式性能分析5.陆面模式砾石参数化在BCC_AVIM陆面过程模式中的应用及检验因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
关于干旱和半干旱区陆面水分过程的研究
引 言
水分 是气候 系 统 中最 活跃 的 因子 ， 能 以各 种 它
对生态 和气 候 的许 多影 响也 主要体 现 在对陆 面水分 过 程 的调整 和 改 变 上 。 因此 ， 旱 半 干 旱 区 陆 干 面水分 过 程研究 是一 个事 关 区域长 远发 展 的重要 的
过程 的细微 变化 都可 能引起 干旱 和半 干旱 区气候 状 态 和生 态系 统 的剧 烈改 变 。同 时 ， 干旱 区陆 面 能量 和植物 生理 过 程 对 陆 面水 分 过程 的 响应 也 十 分 敏 感 ， 面水 分过 程 的变 化 会 引起 表 面能 量循 环 的剧 陆
初步推算表 明 ： 在年平均 降水为 １０Ｉｎ的甘肃 ０ ｎ 民勤 ， 其表面土壤获得 的“ 降露水” 可能要在 １０～ ０ ２ ０ｍ ０ ｍ左右， 超过了 自然降水的贡献 ， 这是相当可 观的水分贡献量。德 国和以色列科学家也一直在尝
著的提高之后 ， 人们开始更加 注重追求对水分过程 特别是大气降水模拟能力 的改进 。所以， 水分过程
研究 在气候 、 天气 及 生 态环 境 科 学 领 域 已经 显得 越
来越重 要 。
结、 冰雪消融 、 雪冰转化、 土壤水分渗漏、 毛管抽吸、
根 系输送 、 态扩 散 等相 变 和 水分 输 送 过 程 。在 陆 气 地表 面 ， 候 系统 ５大 圈层 主 要 通 过 陆 面水 分 过 程 气 来联 系 ， 气候 系统 响应 外 部 强 迫 和 调 整 内部 变 化 也 主要 通过 陆 面水 分 过程来 实 现 。陆 面水分过 程不 仅 是控 制浅 层土 壤水 分 含 量 的 最 主要 的物 理 过 程 ， 是
科 学 问题 。
地理学中的地表过程与地貌知识点
地理学中的地表过程与地貌知识点地表过程和地貌是地理学中重要的研究领域，涉及到地球表面形态的演变和变化。
地表过程是指地球表面发生的各种物质和能量的流动、迁移和转化过程，而地貌则是地表过程形成的结果。
本文将介绍地理学中的地表过程与地貌的知识点。
一、地表过程1. 风蚀作用：风是地表过程中常见的一种驱动力，它通过吹拂地表的力量，移动着砂尘并侵蚀地貌。
风蚀作用包括风蚀和风沙运动，对地表形成风成地貌特征，如沙丘、黄土高原等。
2. 水蚀作用：水是地表过程中最为重要的驱动力之一，主要通过河流、湖泊和雨水等形式对地表进行冲刷、侵蚀和沉积作用。
因此，水蚀作用对地表形成了众多的水成地貌特征，如河谷、瀑布和冲击坑等。
3. 冰蚀作用：冰是地表过程中的一种重要驱动力，主要表现为冰川和冻土对地表的侵蚀和剥蚀作用。
冰蚀作用形成的地貌特征有冰碛丘、冰碛原和冰川谷等。
4. 重力作用：重力是地表过程形成的重要因素之一，它会产生山体滑坡、泥石流和地面下沉等地貌现象。
重力作用也是塌陷型地貌的重要形成原因。
5. 生物作用：生物包括植物和动物，它们的活动对地表过程也有一定的影响。
植物的根系可以改善土壤结构，保护土壤免受侵蚀；动物的挖掘活动可以改变地表形态，形成特殊的地貌特征，如蚁丘和兔坑等。
二、地貌知识点1. 高山地貌：高山是地球表面的重要地貌类型，主要由构造抬升和侵蚀作用共同形成。
高山地貌包括峰、峰丛、山脊、山谷、冰川等形态，是地表过程和地壳构造活动的重要结果。
2. 平原地貌：平原是地表过程中沉积作用的结果，主要形成于河流、湖泊和海洋的冲积、淤积和沉积作用。
平原地貌通常呈平坦、开阔的形态，是农业和人类活动的重要区域。
3. 丘陵地貌：丘陵地貌是由风蚀、水蚀、重力等作用造成的起伏不平的地形。
它介于山地和平原之间，具有丰富的地形特征，如丘陵状、坡地和凹陷等。
4. 河谷地貌：河谷是河流的侵蚀和冲刷作用形成的地形。
根据河谷的形状和形成方式，可以分为V字谷、峡谷、河湾和河床等类型。
陆域形成及地基处理
1、驳岸、内护岸利用后方山体开挖，逐步形成后内护岸、东侧驳岸与前内护岸；待后、前内护岸、东侧驳岸形成后，再吹填砂至设计标高。
2、陆域回填施工后方陆域天然泥面约在+0.0mm以上，待驳岸及内护岸形成后吹填海砂。
对于吹填量大的陆域，吹填时须合理布置出水口和吹填口，使吹填海砂颗粒尽量均匀分布。
为防止天然地基产生失稳现象，宜采用分层吹填，由于吹填施工船机选用吹泥船和绞吸式挖泥船取土，通过水上浮管和陆上管道，将海砂输送至吹填区，每次吹填砂的层厚控制在1到1.5米左右。
每层吹填后留一定的时间作为脱水固结期，然后再进行上一层的吹填作业。
脱水固结时间根据吹填砂的渗透系数和在砂源区取样试验的结果确定。
在同一区、同一施工段吹填时应保持泥浆浓度一致，施工时力求砂料沉积均匀分布，避免细颗粒沉淀在临海一侧。
3、振冲加固振冲砂采用陆上施工。
振冲设备宜采用50吨履带吊，振冲器选用ZCQ75型。
振冲参数的确定：选取一块有代表性的100平方米范围进行振冲试验，振冲起始控制标高为陆域面层设计标高减去结构层厚度70厘米加上暂估振冲下沉量75厘米（可视试验情况调整）。
振冲孔位采用等边三角形布置，间距3.5米。
振冲试验后，对振冲试验区域进行振冲效果检验。
采用现场CPT静力触探检验，若回填砂锥尖阻力大于等于7到8MPa，则可按此参数进行大面积振冲；若回填砂锥尖阻力小于等于7MPa,则要重新调整振冲参数。
4、强夯施工强夯施工步骤为：（1）场地整平、测量高程；（2）标出第一遍夯击位置；（3）吊机就位，测量夯前夯击锤标高；（4）夯锤从预定高点自由落下，测量锤点高程；（5）重复以上步骤，完成全部夯击施工，即一遍；（6）用推土机将夯坑填平，测量场地高程；（7）重复以上步骤，施工第二遍强夯；（8）最后用低能满夯将场地表面夯实，测量场地高程。
强夯设备可采用履带式吊机或门架式吊机，夯锤底面积为4到5平方米，锤重一般控制在12到15吨，夯锤内设置排气孔。
点夯夯击能量为3000KJ，每点夯击大于6到8次，夯点间距为5到7米。
《世界的海陆分布》大陆架与大陆坡
《世界的海陆分布》大陆架与大陆坡当我们谈到世界的海陆分布时，那广袤无垠的海洋和坚实广阔的陆地构成了地球独特的面貌。
而在海洋与陆地交界的区域，存在着一些特殊的地形地貌，其中大陆架和大陆坡就是两个重要的部分。
大陆架，简单来说，就是从陆地向海洋延伸的相对较浅、坡度平缓的区域。
它就像是陆地在海洋中的“裙摆”，宽度差异较大，有的地方可能只有几千米，而有的地方则能达到数百千米。
大陆架的水深通常不超过 200 米，阳光可以比较充足地照射到这里，为海洋生物提供了丰富的食物来源和适宜的生存环境。
在大陆架上，我们可以发现各种各样的海洋生物。
这里有着丰富的渔业资源，是渔民们的重要作业区域。
想象一下，那一艘艘渔船在波光粼粼的海面上穿梭，渔民们撒下渔网，期待着满满的收获。
常见的鱼类如鳕鱼、鲱鱼、虾类、贝类等都在这片区域繁衍生息。
同时，大陆架也是海底石油和天然气等能源的重要蕴藏区域。
许多国家都在自己的大陆架上进行着能源勘探和开发工作。
大陆架的形成与地质构造、海平面变化以及河流的作用等因素密切相关。
在漫长的地质历史中，大陆板块的运动、碰撞和分裂，使得一部分陆地逐渐沉入海洋，形成了大陆架。
而河流携带的大量泥沙和营养物质在入海口附近沉积，也为大陆架的形成和扩展做出了贡献。
与大陆架相连的是大陆坡，它是大陆架向深海的过渡区域，坡度明显比大陆架陡峭。
大陆坡就像是一个陡峭的山坡，从相对平缓的大陆架急剧下降到深海的深渊。
其坡度通常在 2°到 4°之间，但在某些地方甚至能达到 20°以上。
大陆坡的水深范围一般从 200 米延伸到 2000 米左右。
大陆坡的地形复杂多变，有峡谷、海沟、海底山等各种地貌。
其中，一些巨大的海底峡谷就像是在海底蜿蜒的“巨龙”，它们是由浊流侵蚀作用形成的。
浊流是一种含有大量泥沙和岩石碎屑的高密度水流，在大陆坡上具有很强的侵蚀能力。
大陆坡的地质活动相对活跃。
由于板块运动的影响，这里经常会发生地震、火山活动和海底滑坡等地质灾害。
北半球陆面过程对全球变暖响应特征的初步分析
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陆面过程模式的研究进展简介
陆面过程模式的研究进展简介
陆面过程模式是描述陆地表面与大气之间相互作用和相互转化的物理数学模型，主要应用于气候和气象预报、生态系统和环境监测、水资源管理等领域。
以下是关于陆面过程模式研究进展的简介：
1. 模式发展和完善：随着计算机技术和数值模式的不断发展，陆面过程模式逐渐从简单走向复杂，考虑的物理过程越来越多，如土壤水热耦合、植被动态模拟等。
同时，模式也越来越注重与生态、水文、气象等学科的交叉融合，以更好地模拟和预测陆地生态系统中的各种过程。
2. 参数化方案改进：参数化方案是陆面过程模式中的重要组成部分，其目的是将一些难以直接求解的物理过程进行简化描述。
近年来，研究者们不断改进和优化参数化方案，以提高模式的模拟精度和预测能力。
例如，土壤蒸发、植被蒸腾等过程的参数化方案得到了不断改进和完善。
3. 数据同化应用：数据同化是将观测数据与模式进行融合的方法，以提高模式的模拟精度和可靠性。
近年来，数据同化技术在陆面过程模式中得到了广泛应用，如卫星遥感数据、地面观测数据等被广泛应用于模式的数据同化中，以提高模式的预测能力。
4. 人工智能和机器学习应用：人工智能和机器学习技术在陆面过程模式中的应用也得到了越来越多的关注和研究。
例如，利用机器学习算法对陆面过程模式输出的结果进行后处理和误差修正，以提高模式的预测精度和可靠性。
总的来说，陆面过程模式的研究进展在不断推动着相关领域的发展和应用。
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，未来陆面过程模式的研究将会更加深入和广泛。
浅论西北干旱区陆面过程和大气边界层对区域天气气候的特殊作用
业对气候变暖的响应 特征及其预警 和应对技术研究” 共同资助． 作者简介 ： 张强（ ９ ５ ， ， １６ 一） 男 甘肃靖远 人 ， 员， 研究 博士生导师 ， 博士后合作 导师 ， 主要 从事大 气边界层 、 陆面过程 、 干旱气候 与环境等领
域的研究． Ｅ—ｍ ｉ：ｈｎｑａ ｇ ｏ ａ ｇｖｏ ｑｈ ｎ＠ ａ．ｚ． １ｏ ａｌｚａｇｉｎ＠ ｍ ．ｏ．ｎ；ｚａ ｇ ｓ１ ８． ｎ ｂ ３
中 图分 类 号 ：４ ４ Ｐ ０ 文 献 标 识 码 ： Ａ
引 言
陆面过程和大气边界层过程是气候系统中两个 即密切相关又十分重要的过程 ， 它们 反映了气候系 统陆～气界面的动量 、 能量 、 水分和物质的交换和传
输 过程 ， 气候 系统 响应 外 部 强 迫 和调 整 内部 变 化 是 的重要 环节 Ｊ 。无论 是气候 变化 还是 大 气环 流 异
２ 甘肃省气象局 ， ． 甘肃 兰州
兰州 ７ ０ ２ ： ３０ ０
１０ ２ ００ ９）
７０ ２ ；． ３０ ０ ３ 中国科学院大气物理研究所 ， 北京
摘
要： 陆面过程和大气边界层是气候 系统的重要 环节 ， 对大气 和气候有 明显影 响。本 文在 总结 以往
研究过程 的基础 上 ， 归纳 了我 国西北 干旱 区陆面过 程和大气 边界层在 ４个 方面的独特性 ， 分析 了这些 独特性对天气过程 和气候 特征的 ６个方面影 响。并且 ， 讨论 了陆 面过程和 大气边界层 科学未来 需要 重点关 注的 ４个重要 问题 ， 对如何继续发展做 了一些初步思考 。 关键词 ： 西北干旱区 ； 陆面过程 ； 大气边界层 ； 天气 气候 ； 特殊作用
境系统演化的主要 因素 ， 并且陆面能量和植被生理 生态过程对陆面水分过程 的响应也 十分敏感 ， 面 陆 水分过程的变化往往会引起陆面能量循环的剧烈调
对陆面过程的初步认识资料讲解
雪盖模式(Max-Planck , GISS等模式)
观 测 研 究 (ISLSCP-International Satellite LandSurface Climatology Project, GEWEX-Global
Energy and Water Balance Experiments)
➢ 杨兴国 牛生杰 郑有飞.面过程观测试验研究进展[J].干旱气象 ,2003,21(3),83-89.
致谢
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其中，j=<nsoil, nsoil 表示土壤介质顶部层结点指标
Etr, l 植被蒸腾从 z控 j中制 提体 取积 的液(相 Kg/水 m2s分 ) Eil控制体 zj中 积固相水分的 (Kg变 /m2化 s) 率 Elv控制体 zj中 积固相水分的 (Kg汽 /m2化 s) 率
文献阅读
本次阅读文献有：
对陆面过程的初步认识
什么是陆面过程？
天气、气候或环境系统的重要组分-气候与陆地系统的反馈 机制 ：
1. 陆面与近地表大气之间能量、动量、的水分、CO2和其它微量气体； 2. 路面状态（土壤温度、土壤湿度、冠层温度）； 3. 陆面特征（反照率、粗糙度、比辐射率、土质特征、植被覆盖等）
天气、气候、水文和环境预报关键因素。
➢ 戴永久 曾庆存.陆面过程研究[J].水科学进展.1996.7(9),41-53.
➢ 戴永久.中国科学院大气物理研究所-陆面过程模式 (IAP94)[M],1994.
➢ 戴永久 曾庆存 王斌.个简单的陆面过程模式[J].1997,21(6),705-716.
陆面过程研究的微气象学基础 (王介民141107上师大讲课)
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湍流及其研究方法
自然界的大部分流动是湍 流。虽然随处可见，却难 以准确的定义。湍流是经 典物理学中最后一个没有 解决的难题。 湍流的研究主要靠实验测 量、统计和量纲分析。
Leonardo da Vinci 一生有很多关于湍流的速写 500年前‘湍流’就困扰着他
• 生物气象学研究需要观测与模式并重：
– 不单做观测实验工作者或模式工作者 – 实验工作者需要理论以设计实验和分析资料；理论则需要实验资料的 验证，包括模式的参数化改进等。两者配合以求有新发现和整个学科的 提高。
2
陆面过程是指发生在地表控制地气之间动量、 热量和物质交换的各种过程。 陆面过程包含了多个圈层 (大气、生物、水、 岩土…) 的相互作用，是多学科的交叉：
含能区
1.E+01 1.E-02
惯性区
耗散区
三 维 温 度 脉 动 谱
1/
T 0.033CT2 11/3
1.E-05
T()
1.E-08 1.E-11 1.E-14 1.E-17 1.E-20 0.001
T w 'T ' z
~ 1/
0.01
0.1
1
10
2 / L0
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• FLUXNET
(mid-90s to now)
A New Era for the Study of Exchanges Between Surface Ecosystem & Atmosphere
FLUXNET: Rapid development since 1993; 683 towers as of April, 2014. China domestic flux stations under various projects are over 200. More stations + Large-scale experiments + More in-depth analysis
大气模型中陆面过程参数化方案的改进与评估研究
大气模型中陆面过程参数化方案的改进与评估研究大气模型是表征地球大气环流和气候变化的重要工具，它通过数值方法对大气中的物理和化学过程进行模拟和预测。
陆面过程是大气模型中的一个重要组成部分，它包括土壤水分、植被生长、蒸发散和地表反射等一系列陆地上发生的物理和生态过程。
这些过程对于模拟大气环流和气候变化具有重要影响。
然而，过去的研究发现，大气模型中对陆面过程的参数化方案存在着一定的不足之处，这些不足导致模型的模拟结果与实际观测存在一定的偏差。
因此，改进和评估大气模型中的陆面过程参数化方案是一个具有重要意义的研究课题。
改进大气模型中的陆面过程参数化方案的方法有很多，其中一种方法是基于观测数据对参数进行校正。
研究人员通过对陆地上的土壤水分、植被生长和蒸发散等进行实地观测，获取到了大量的陆面过程观测数据。
这些观测数据可以用来校正大气模型中的陆面过程参数，从而改进模型的模拟结果。
除了校正参数外，改进大气模型中的陆面过程参数化方案还可以采用新的物理机制和数值方法。
例如，传统的参数化方案忽略了土壤中潜热通量的储存效应，导致模型对陆地上的蒸发散过程模拟不准确。
为了改进这一问题，研究人员提出了一种新的参数化方案，考虑了土壤中潜热的储存效应。
通过对比新旧参数化方案的模拟结果，可以评估新方案的改进效果。
评估大气模型中的陆面过程参数化方案同样是至关重要的。
评估可以基于大量的观测数据，比如土壤水分观测数据、植被指数观测数据和地表辐射观测数据等。
研究人员可以将模型模拟结果与观测数据进行对比，通过一系列的统计方法来评估参数化方案的准确性和可靠性。
此外，还可以采用模拟实验的方式来评估大气模型中的陆面过程参数化方案。
研究人员可以设计不同的实验方案，对比不同参数化方案对模拟结果的影响。
通过对比不同实验结果，可以评估参数化方案的改进效果以及不确定性。
在改进和评估大气模型中的陆面过程参数化方案的研究中，也面临着一系列的挑战。
首先，陆地上的物理和生态过程是非常复杂的，参数化方案存在一定的简化和理想化。
干旱半干旱区两种典型下垫面的陆面过程模拟研究
干旱半干旱区两种典型下垫面的陆面过程模拟研究干旱半干旱区占全球陆地面积近40%,其地表类型复杂多样,涵盖了草地,农田,沙漠,戈壁以及冻土等多种类型。
这些复杂下垫面的陆面过程特征随地域和季节的变化较大,并且明显受到自然变迁及人类生活生产活动所引起的土地利用和地表覆盖方式改变的影响,因而其陆面过程在全球气候系统中占有十分重要的地位。
现有的大部分陆面过程模式对干旱半干旱区典型下垫面的陆面过程模拟仍然存在较大偏差,并且陆面过程观测实验中存在的能量不闭合等问题更是增加了陆面过程模拟研究的复杂性。
因此如何改进陆面过程参数化方案,发展更适用于干旱半干旱区的陆面过程模式是陆面过程研究中的重要任务。
为了提高陆面模式对干旱半干旱区典型下垫面的模拟性能,本文从以下三个方面进行了研究。
首先发展了一个陆面过程模式TBLSHAW,并利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)观测资料进行验证；其次针对陆面观测实验中普遍存在的近地层能量不闭合问题,利用陆面过程模式TBLSHAW和SACOL站近地层观测资料,研究了半干旱区近地层能量闭合度对陆面过程模式的影响；最后,鉴于干旱区地表大量覆盖地膜抑制蒸发的事实,利用西北干旱区开展的“古浪非均匀下垫面近地层观测实验(GHUSLE)"中地膜覆盖农田下垫面的观测资料,建立了相应的参数化方案,发展了TBLSHAW_MULCH模式,并对干旱地区地膜覆盖农田下垫面的陆面过程特征进行了模拟研究。
主要结论如下：(1)基于陆气间物质和能量平衡原理,在SHAW模式和CoLM 模式的基础上发展了TBLSHAW模式。
该模式吸收了CoLM模式中的双大叶模型用于计算植被与大气间的物质和能量平衡,详细考虑了植被层辐射传输,降水截留,蒸发蒸腾以及光合作用等物理过程；利用通用的土壤水热耦合传输模型计算土壤温度和湿度,并包含了土壤冻融,蒸发及降水渗透等过程；结合由SACOL站长期观测的土壤温湿及近地层资料发展而来的适用于半干旱区的部分陆面参数化方案,最后采用SHAW模式的动力框架,形成了一个土壤-植被-大气相互作用的陆面过程模式。
气候模型对陆面过程的模拟与评估
气候模型对陆面过程的模拟与评估气候模型是用于预测和解释气候系统行为的重要工具。
其中，对陆面过程的准确模拟和评估对于了解地球气候系统的关键过程和未来变化具有重要的意义。
本文将探讨气候模型对陆面过程的模拟与评估方法，并分析其在当前气候研究中的应用和挑战。
一、气候模型对陆面过程的模拟方法在气候模型中，陆地表面是气候系统的重要组成部分，其能量和水分交换对全球和区域气候的形成和变化起着重要作用。
为了准确模拟陆面过程，气候模型使用了各种参数化方案和数值计算方法。
其中，陆地表面参数化方案用以描述陆地表面特性，包括土壤性质、植被类型、植被覆盖度等。
数值计算方法则用以模拟陆地表面能量和水分的交换过程，如蒸散发、潜热通量和地表温度。
二、气候模型对陆面过程的评估方法为了评估气候模型对陆面过程的模拟效果，研究人员采用了多种评估方法。
其中，观测数据的对比是一种常用的评估手段。
通过比较模型模拟结果与实际观测数据，可以评估模型在模拟陆地表面能量和水分交换过程方面的准确性。
同时，也可以利用遥感数据来提供大范围陆地参数观测数据，以进行模拟结果的评估和验证。
此外，还可以采用重建方法，通过模型模拟结果和观测数据的比较，来重建过去的陆地表面气候状态，以验证模型的可靠性。
三、气候模型对陆面过程的应用气候模型对陆面过程的模拟与评估结果在气候研究中具有广泛的应用。
首先，模拟结果可以帮助我们理解陆地表面能量和水分交换过程的变化规律，为深入研究气候系统的反馈机制提供基础。
其次，对模拟结果的评估可为模型改进提供依据，进一步提高模拟的准确性。
此外，模拟结果还可以用于评估气候变化对陆地表面过程的影响，为农业、水资源管理和生态环境保护等方面提供科学依据。
四、气候模型对陆面过程的挑战尽管气候模型对陆面过程的模拟与评估已取得了一定的成果，但仍存在一些挑战。
首先，模型参数化方案的不确定性和精度限制了模拟结果的准确性，尤其是在复杂地形和植被类型较多的地区。
其次，观测数据的稀缺和不完整也制约了模型的评估和验证。
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S
j k
控制体积中的
k相水分源
陆面过程定量化
植被冠层内的水分平衡方程(Water balance equation in canopy)
t
( vz)c
(Eac
Egc )
Ew
Wv
其中上标c是冠层控制体积结点
Eac 植被冠层与观测高度之 间的水汽湍流运输通量 (Kg / m2 s)
Egc 进入冠层的冠层与地面之间的水汽湍流运输通量(Kg / m2 s)
3. 数值化天气预报？
4. ………..
为了回答这些问题,这就迫切需要科学家们去探索气候与陆地系统的反 馈机制,以及气候对陆面状况的变化的敏感性程度。
陆面过程研究的历史及现状
50年代开始研究陆-气的相互作用的微气象模 式。
80-90陆面生物圈物理过程模式(BM，UKMO, SSiB等模式)
雪盖模式(Max-Planck , GISS等模式)
正反馈
负反馈 表面吸收的 净辐射量增加
土壤含水量减少
日辐射量增加 土壤水含量因素：陆一气相互反馈机制
陆面-大气相互作用
什么是陆面过程模型
陆面过程模型
大气模型下边界条件
➢ 大气边界层模拟 ➢ 气候模拟 ➢ 数值天气预报 ➢ 4-D资料同化(四维同化就是求代价函数的条件极值)
水文模型的上边界条件
学习报告
对陆面过程模型的初步认识
资源与环境科学学院地理系 报 告 人：李火青 指导老师：刘永强
报告内容
什么是陆面过程？
天气、气候或环境系统的重要组分-气候与陆地系统的反馈 机制 ：
1. 陆面与近地表大气之间能量、动量、的水分、CO2和其它微量气体； 2. 路面状态（土壤温度、土壤湿度、冠层温度）； 3. 陆面特征（反照率、粗糙度、比辐射率、土质特征、植被覆盖等）
过程分析 生物 化学
计算 机
数学 建模方法
为什么要研究陆面过程？
陆地约占有全球表面30%的面积,它与大气之间的动量、热量和水分的交换,在 陆面过程中必须考虑到，所以面对以下问题：
1. 随着人类改造自然的能力增大,为满足更多需求：亚马孙流域的热带雨林是否可以砍掉 去种粮食作物?
2. 全球气候模拟？
存在的问题
研究动态
陆面过程模型-大师 ......
中国学者在陆面过程研究中的贡献
中国学者主要从三个方面开展陆面过程的研究工作：
陆面过程机制
陆面面反照率、粗糙度和土壤含水量的大尺度变化可能导 致的陆一气相互反馈机制：
正反馈
负反馈
地表发射率增加 土壤水分减少
地表吸收的净辐射量增加 日辐射量增加
➢ 戴永久 曾庆存.陆面过程研究[J].水科学进展.1996.7(9),41-53.
➢ 戴永久.中国科学院大气物理研究所-陆面过程模式 (IAP94)[M],1994.
➢ 戴永久 曾庆存 王斌.个简单的陆面过程模式[J].1997,21(6),705-716.
➢ 国跃 洪钟祥 孙菽芬.陆面过程研究的现状与发展趋势[J].地球科学进展 .1997,12(1),20-25.
观 测 研 究 (ISLSCP-International Satellite LandSurface Climatology Project, GEWEX-Global
Energy and Water Balance Experiments)
现在，在以往模式基础上观测研究并实现模型 参数化或优化，即第三代陆面过程方案。
(Sk
z)
j
其中k=i,j,v
w 多孔介质中水分总密度(它等于i j v )(Kg / m3)
j1
Uk 2
j-1
Uk 2
从控制体积上界面 从控制体积下界面
(nodalindex (nodalindex
j 1)流出的k相水分通量 (Kg / m2 ) j - 12)流出的k相水分通量 (Kg / m2 )
,
j
其中，j=<nsoil, nsoil 表示土壤介质顶部层结点指标
Etr,l 植被蒸腾从控制体积z j中提取的液相水分通量(Kg / m2 s) Eil 控制体积z j中固相水分的变化率(Kg / m2 s) Elv 控制体积z j中固相水分的汽化率(Kg / m2 s)
文献阅读
本次阅读文献有：
Ew 湿润页面的水分蒸发率 (Kg / m2 s) Ev 冠层叶子的水分蒸发率 (Kg / m2 s)
陆面过程定量化
土壤介质中的水分平衡方程(Water balance equations in soil)
l j
t
1
lz j
(U
l
j
1 2
Ul
j
1 2
)
(M
il
z)
j
(Mivz) j
Etr
➢ 杨兴国 牛生杰 郑有飞.面过程观测试验研究进展[J].干旱气象 ,2003,21(3),83-89.
致谢
陆面面反照率因素：陆一气相互反馈机制
陆面过程机制
陆面面反照率、粗糙度和土壤含水量的大尺度变化可能导 致的陆一气相互反馈机制：
沙漠化Leabharlann 正反馈负反馈促进植被生长
降水、水汽幅合减少
降水、水汽幅合增大 大气柱增温
地表粗糙度因素：陆一气相互反馈机制
陆面过程机制
陆面面反照率、粗糙度和土壤含水量的大尺度变化可能导 致的陆一气相互反馈机制：
➢ 水资源估算 ➢ 作物用水 ➢ 径流模型
大气/水文/生态水文模型交界面
➢ 区域生态模型 ➢ 全球碳平衡
陆面过程定量化
水分平衡方程(Water Balance Equations)
t
wt
j
k
U k
j1 2
Uk
j1 2
k
Sk z j
t
( k z) j
j1 U k 2
j1
Uk 2
天气、气候、水文和环境预报关键因素。
陆面过程的内容
陆面过程应包含发生在陆面上所有的物理、化学、生物过 程，以及这些过程与大气的关系。
陆面过程涉及 三大成分，研究时 讲其 分为多个部 分或单元，量化并 系统的处理，然后 再模拟它的整体综 合过程。
陆面过程涉及的学科和技术
地理 物理 模型理论基础