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城市化是人类活动影响气候变化最主要的方式之一。采用耦合模式对区域尺度的城市化气候效应进行模拟,可以优化区域气候模式的模拟能力,提高我们对土地利用或土地覆盖变化及其气候效应的理解和认识。本文利用耦合的WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式,探讨不同陆面过程模式对中国典型城市区气候变化模拟的影响,在考虑城市化作用后,着重分析区域尺度的气候变化特征。取得的进展主要包括以下几个方面:
1.1960-2009年北京地区蒸发皿蒸发量有明显减小趋势,其气候变化速率为-87.1mm/10a。北京城区和郊区年蒸发量的变化存在差异,二者的变化趋势分别为-88.1mm/10a和-76.0mm/10a。其中,春季和夏季蒸发量的变化幅度较大,北京城区和郊区春季蒸发量的变化幅度分别为-30.6mm/10a和-30.1mm/10a,夏季分别为-26.7mm/10a和-25.3mm/10a。
2.受城市化发展的影响,北京地区的日最低气温、日平均气温和日最高气温都呈上升趋势,其中,城市区日最低气温的变化最为明显;而日照时数和平均风速都有不同程度的减小趋势;城市发展在城区和郊区降水量变化过程中的作用不明显。
3.利用耦合了CLM3.5的WRF模式,分别模拟分析了2008年1月和7月的气候状况,对比分析不同陆面过程模式(CLM和Noah)对近地面气温和降水变化的影响,结果表明:与WRF3.2_ Noah模式相比,耦合模式WRF3.2_CLM3.5可以在一定程度上优化对近地面气温的模拟,与观测资料相比,明显减小了7月份近地面气温模拟存在的正偏差值。
4.考虑城市化的影响以后,耦合模式模拟的城区白天地表气温有明显升高,感热通量、净辐射通量等也有不同程度的增大;而夜间的变化相对较小,具体原因需要进一步的详细讨论。