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土壤湿度在季节和年际尺度的记忆及其对地表水热通量的影响
作者:宋耀明               发布时间:2020/01/18 14:48:32              浏览量:

天气和气候在不同时间尺度的预测取决于不同的预报源,如大气、陆地和海洋。大气本身的记忆时间很短,所以大气季节到年代际尺度的可预报性主要来自于地球系统中缓慢变化的部分,如海洋、冰川、海冰、土壤湿度、雪盖等。土壤湿度是影响陆气耦合的一个关键因子。作为热量和水的存储项,土壤湿度有着从几个星期到几个月的记忆能力,它能记忆之前大气的扰动,然后通过地表通量等因素对大气产生影响。另外,少量研究显示土壤湿度可能会通过深层土壤湿度和地下水等缓慢变化的因子在年际尺度上提供可预报性。土壤湿度的记忆能否持续到年际尺度,同外部大气条件及初始土壤湿度异常的大小有何关系存在着很多不确定性。

我院宋耀明和王志福等的最新研究揭示土壤湿度的记忆能持续多年,不同的大气条件下记忆长度明显不同。如,在降水充足、蒸发较小的条件下,土壤湿度的干异常持续时间更短。初始土壤湿度异常所引起的其他陆面变量的异常存在着明显的季节和年际变化,其中季节变化主要受土壤比热容的季节变化的影响。地表通量的异常同地表和植被温度密切相关,地表和植被温度的异常取决于大气条件和土壤比热容,而土壤湿度又决定了土壤比热容的变化。


土壤湿度异常引起的潜热通量及植被温度异常在不同大气条件下的时间变化


文章相关信息:

Song Y. M., Wang Z. F., Huang A. N. 2019. Soil Moisture Memory and Its Effect on the Surface Water and Heat Fluxes on Seasonal and Interannual Time Scales. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124(20), 10730-10741. https://doi.org/10.1029/2019JD030893.