華南植物園等在陸-氣耦合模擬不確定性研究中獲進展
| 來源: 華南植物園 【字號:大 中 小】
陸-氣耦合(land-atmosphere coupling, LA-coupling)是氣候系統(tǒng)中的重要研究內(nèi)容。陸面狀態(tài)變量(如土壤溫濕度、土地利用方式、植被指數(shù)等)影響大氣狀態(tài)變量(如大氣溫濕度、大氣組成、低空湍流等),進而影響邊界層大氣物質(zhì)循環(huán)和氣候系統(tǒng)。在研究陸-氣耦合及其交互效應(yīng)過程中,由于缺少大尺度的陸面觀測數(shù)據(jù),數(shù)值模型被認(rèn)為是常用的有效手段。然而,選取不恰當(dāng)?shù)膮?shù)化方案和不準(zhǔn)確的參數(shù)值,均對數(shù)值模型造成不確定性。
中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心鼎湖山站博士王琛與美國西北太平洋國家實驗室研究人員合作,量化并降低了數(shù)值模型在陸-氣耦合模擬中的不確定性。該研究使用統(tǒng)計學(xué)方法選取常規(guī)的參數(shù)化方案組合,利用相關(guān)變量物理過程的重要性對方案中的參數(shù)進行敏感性分析,對參數(shù)的敏感性進行分級并優(yōu)化高敏感性參數(shù),進而提高了模型的模擬效果。該研究提出的“經(jīng)驗統(tǒng)計-物理過程-參數(shù)優(yōu)化研究范式”,對深入理解氣候變化背景下陸-氣耦合模式的變化機理具有重要意義。
相關(guān)研究成果發(fā)表在Atmospheric Research上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目、國家杰出青年科學(xué)基金項目及重大項目的資助。
圖1.模型中不同物理過程對9個陸-氣耦合相關(guān)變量的重要性分析
圖2.模型中20個可調(diào)參數(shù)對陸-氣耦合相關(guān)變量的參數(shù)敏感性分析
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