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  • 【期刊】 基于WRF模式的多源遥感降水资料数据同化研究

    刊名:遥感技术与应用 作者:潘小多 ; 任静 关键词:TRMM3B42 ; GPM ; FY-2G降水资料 ; WRF-4Dvar系统 ; TRMM 3B42 ; GPM ; FY-2G precipitation ; WRF-4Dvar system 机构:中国科学院西北生态环境资源研究院 ; 中国科学院西北生态环境资源研究院 ; 遥感与信息资源实验室 ; 中国科学院大学 ; 中国科学院西北生态环境资源研究院 ; 遥感与信息资源实验室 年份:2017
    摘要:基于WRF模式和四维变分同化4Dvar系统分别同化了从2015年7月1日0时至7月4日0时的TRMM 3B42(Tropical Rainfall Measuring Mission)、GPM (Global Precipitation Measurement)和FY-2G降水资料,并用HiWATER(Heihe Watershed Allied Telemetry Experimental Research)实验的气象站观测资料对结果进行验证.研究结果表明:与控制实验相比,同化多源遥感降水资料可提高降水模拟的精度,同化实验的降水均方根误差在0~4 mm之间,其中同化GPM降水资料的结果最优,均方根误差在0.5~1.5 mm;4类实验对2 m处相对湿度的模拟普遍低于真实观测,相对湿度均方根误差均在10%~50%,且同化GPM降水资料更有利于QCLOUD(Cloud water mixing ratio)、QVAPOR(Vapor water mixing ratio)、QRAIN(Rain mixing ratio)等变量的模拟;同化降水资料对风场模拟的影响极为复杂,不同降水资料的同化结果在黑河上、中和下流域各有优势.在整个流域内10 m处6 h平均风速的实验值都明显地高于实际观测,其中同化GPM实验结果较好,均方根误差在1.5~3 m/s.与TRMM 3B42和FY-2G降水资料相比,GPM降水资料更能捕捉到微量降水和固态降水.因此,同化GPM降水资料更有利于降水,湿度和风速的模拟.
  • 【期刊】 WRF和GLDAS降水数据在黑河上游山区流域的比较与分析

    刊名:兰州大学学报(自然科学版) 作者:潘小多 ; 侯玉婷 ; 南卓铜 关键词:WRF ; GLDAS ; 降水数据 ; 黑河上游 机构:兰州大学资源环境学院干旱区气候变化与水循环研究中心 ; 兰州大学资源环境学院干旱区气候变化与水循环研究中心 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 年份:2013
    摘要:参考黑河上游4站点的观测数据,用包含多统计指标的全面评价方法评价了20042009年WRF制备的5 km,1 h降水数据和空间插值后的5 km,3 hGLDAS降水数据.结果表明两者对降雨的时空分布表现均优.WRF产生的<1 mm和>8 mm降水的总日数、总量更符合实际降水情况,但缺少1~8 mm的降水,春季降水峰值偏大,总降水日数偏少.GLDAS降水和观测的相关系数更高,但年降水量偏少;<1 mm降水日数、总量过多,>2 mm降水日数偏少,春季降水峰值过大.由此两组数据驱动模型模拟时,需考虑数据本身的特点,同时黑河流域仍迫切需要更精确的降水数据.
  • 【期刊】 下垫面对WRF模式模拟黑河流域区域气候精度影响研究

    刊名:高原气象 作者:潘小多 ; 李新 ; 冉有华 ; 刘超 关键词:WRF模式 ; 土地覆盖 ; 土壤质地 ; 黑河流域 ; 黑河综合遥感联合试验 机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室 ; 中国科学院研究生院 年份:2012
    摘要:利用高精度的土地覆盖、土壤质地类型和地形高度值替换了天气研究和预报模式Weather Research and Forecasting Model(WRF)中的相关数据,通过数值模式试验检验了下垫面数据对WRF模拟精度的影响。同时,通过与黑河综合遥感联合试验中7个测站观测数据的比较,以平均误差、均方根误差和相关系数为指标,分析了WRF模式下垫面数据改变对近地表气象要素的模拟精度的影响。结果表明:(1)WRF模式本身的地形高度信息在黑河流域上游地区有较大误差,造成了一定的模拟误差。而使用高精度的下垫面数据可以提高WRF模式在黑河流域上游复杂区域的模拟能力;(2)2m气温除了随地形高度递减外,还受土壤质地和土地覆盖小幅度影响,而且进行地形订正后的2m气温与2m湿度的模拟在下垫面为水体的区域对比强烈,因此为模式提供准确的水体分布信息也至关重要;(3)2m气温和湿度等要素的模拟差异值与地形高度资料的差异呈负相关,而降雨量的差异与地形高度差异呈微弱的正相关,与土壤质地差异和土地覆盖差异的相关性也比较弱。
  • 【期刊】 基于区域气候模式未来气候变化研究综述

    刊名:高原气象 作者:潘小多 ; 张磊 ; 王春燕 关键词:气候变化 ; 区域气候模式 ; 未来气候情景 ; 气温 ; 降水 机构:中国科学院大学 ; 中国科学院大学 ; 兰州大学学报编辑部 ; 中国科学院青藏高原研究所 年份:2018
    摘要:随着全球气候变化愈加剧烈,区域气候的差异化特征越来越明显,单单利用全球气候模式对区域气候进行研究已经不能满足时空尺度的要求。由于区域气候模式具有更高的空间分辨率等优势,使用区域气候模式能够有效解决这一问题,目前区域气候模式已在全球范围内得到广泛应用。本文简述了区域气候模式发展历程、最新研究进展以及全球主流的动力降尺度区域模式,归纳了气候情景发展;分别从气温和降水两方面着重总结了区域气候模式在全球不同区域不同情景应用情况,分析了未来全球不同区域气候变化趋势,尽管不同研究者所使用模式存在差异,对未来降水预估不尽相同,区域性比较明显,但几乎所有研究一致认为未来全球仍将经历一个持续增暖过程。文章最后对区域气候模式模拟过程中存在的问题进行了概述并对未来区域气候模式发展方向进行了展望,给出中国区域气候模式未来发展方向。
  • 【期刊】 祁连山区黑河流域季节冻土时空变化研究

    刊名:地球科学进展 作者:潘小多 ; 彭小清 ; 张廷军 ; 王庆峰 ; 钟歆钥 ; 王康 ; 牟翠翠 关键词:黑河流域 ; 季节冻土 ; 冻融变化 ; 冻融天数 ; 冻结概率 机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 冻土工程国家重点实验室 ; 兰州大学资源环境学院 ; 美国科罗拉多大学国家冰雪数据中心 年份:2013
    摘要:季节冻土的时空变化对地—气水热交换、地表能量平衡、地表水文过程、生态系统及碳循环等有着非常重要的影响。利用黑河流域11个气象站40多年的气温数据和5 cm深度处的土壤温度数据,建立了月平均气温与土壤冻结天数之间的关系。同时应用月平均气温与冻结天数的相关关系和5 km网格化月平均气温及30 m分辨率的DEM数据,编制了黑河流域逐月季节冻土分布图,并按其空间分布特征,将逐月地表冻融状态划分为:完全冻结、不完全冻结和不冻结3种。系统研究了黑河流域2000—2009年逐月季节冻土分布及冻结概率的时空变化特征。在季节分配上,黑河流域完全冻结面积最大值出现在1月;不完全冻结面积最大值在11月;而不冻结面积最大值在6月和7月。在年际变化上,完全冻结状态的离差值在冷季变化大,暖季变化小;不完全冻结状态在一年的回暖期和降温初期,年际变化较大;不冻结状态分别在4月和10月变化较大。冻结概率在1月达到最大值,6月和7月降低到最小值。在空间分布上,黑河流域季节冻土的逐月分布与变化和冻结概率主要受海拔高度控制,纬度的影响次之。
  • 【期刊】 区域尺度近地表气候要素驱动数据研制的研究综述

    刊名:地球科学进展 作者:潘小多 ; 李新 ; 钞振华 关键词:驱动数据 ; 再分析资料 ; 陆面同化系统 ; 降尺度方法 ; 中国西部 机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 南通大学 年份:2010
    摘要:区域和流域尺度的陆面、水文和生态模拟与同化,都需要高分辨率的大气近地表层风、温、压、湿、辐射、降水等资料作为驱动。介绍了流域尺度驱动数据的重要性,对现阶段大气驱动数据的制备方法进行评论,总结了降水、辐射、气温和其他近地表要素的若干产品,探讨了北美陆面数据同化系统、全球陆面数据同化系统、欧洲陆面数据同化系统和中国西部陆面数据同化系统中大气驱动数据的研究思路和研究成果,最后提出了现阶段制备流域尺度驱动数据存在的问题,并针对中国西部复杂地形的高时空分辨率驱动数据制备提出一些看法。
  • 【期刊】 浅谈科学数据出版中的数字对象唯一标识符

    刊名:中国科技资源导刊 作者:潘小多 ; 吴立宗 ; 涂勇 ; 王亮绪 ; 南卓铜 ; 李新 ; 彭洁 ; 李红星 关键词:数字对象唯一标识符 ; DOI ; 科学数据出版 ; 数据引用 ; 数据共享 ; 中国西部环境与生态科学数据中心 机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学技术信息研究所 年份:2010
    摘要:数字对象唯一标识符具有唯一性、永久性和多重链接等特点,是实现互联网环境下数字对象永久性定位的数据系统。数字对象唯一标识符已经在出版领域得到了广泛的应用,在数据出版和引用方面也有很好的应用前景。文章介绍了中国西部环境与生态科学数据中心在数据引用方面所做的工作,详细介绍了如何在中文DOI注册中心的帮助下,利用数字对象唯一标识符对"黑河综合遥感联合试验"产出数据所开展的数据出版和数据引用尝试。文章最后总结了DOI在数据出版领域的意义,并讨论了DOI系统对数据出版和引用方面存在的不足,指出了数据中心在面向数据出版和引用方面存在的挑战和机遇。
  • 【期刊】 基于WRF驱动的CLM模型对青藏高原地区陆面过程模拟研究

    刊名:冰川冻土 作者:潘小多 ; 罗立辉 ; 张耀南 ; 周剑 ; 孙维君 关键词:CLM陆面过程模型 ; WRF驱动 ; 模型评估 ; 青藏高原 ; 陆面能量特征 机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 甘肃省高性能网格计算中心 年份:2013
    摘要:NCAR-CLM是目前国际上发展较为完善的陆面过程模型.鉴于大多数研究利用气象站点的数据驱动CLM模型,尝试将WRF气候模型的模拟结果作为驱动CLM的面上强迫场数据来对青藏高原陆面能量特征进行模拟研究.对WRF气候模型模拟的输出结果与青藏高原气象站观测数据进行比较分析表明,WRF模拟输出的气温和向下短波辐射数值与观测值的相关系数大于0.92(p>0.05),气压和比湿的R2在0.80以上(p>0.05),降雨和风速的模拟性能不稳定,但WRF模拟输出的强迫场也可以作为CLM模型的驱动数据.CLM模拟的地表温度、感热和潜热通量与青藏高原气象站观测的地表温度以及涡度通量数据验证分析表明,虽然CLM对地表温度的模拟在合理范围内,但模拟与观测值还是有较大偏差,潜热和感热之间的相关系数分别为0.87和0.68(p>0.05),表明CLM的模拟结果在单点上是可靠的.据此,在此模拟结果基础上分析了青藏高原地区的陆面能量时空分布特征.
  • 【期刊】 西部数据中心数据集成和共享的回顾与展望

    刊名:中国科技资源导刊 作者:潘小多 ; 王亮绪 ; 南卓铜 ; 吴立宗 ; 冉有华 ; 李红星 ; 祝忠明 ; 李新 ; 丁永建 关键词:科学数据中心 ; 数据共享 ; 中国西部环境与生态科学数据中心 ; 数据集成 机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学院资源环境科学信息中心 年份:2010
    摘要:中国西部环境与生态科学数据中心承担西部计划项目数据产出的收集、管理、集成,并面向西部环境与生态科学的各个领域提供科学数据服务,形成了从数据收集、规范化整理、集成挖掘到数据服务的体制,建成了功能丰富的数据共享网站系统,集成了一批西部环境与生态乃至整个中国陆域地球表层科学方面的关键数据集,为西部计划等项目及科研团体与个人提供了持续的数据服务。文章总结了西部数据中心的总体框架、数据集成和数据服务,并探讨了西部数据中心持续发展的方法。
  • 【期刊】 基于WRF模式数据和CASA模型的青海湖流域草地NPP估算研究

    刊名:冰川冻土 作者:潘小多 ; 郑中 ; 祁元 ; 葛劲松 ; 聂学敏 关键词:青海湖流域 ; WRF模式 ; CASA模型 ; NPP 机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学院大学 ; 青海省生态环境遥感监测中心 年份:2013
    摘要:植被净初级生产力(NPP)是研究陆地碳循环过程的核心内容,而高海拔区域由于气象观测数据的缺乏造成模型对其估算的不准确.在WRF模式气象数据和SPOT-VEGETATION遥感影像的基础上,利用CASA模型对青海湖流域2000-2010年的草地NPP进行了估算,经过实地样方数据和其他模型数据的验证后,分析了青海湖流域近11a来草地NPP的空间分布格局和时间变化特征.结果表明:1)在气象观测资料缺乏的青海湖流域,WRF模式的气象数据能较好地应用到模型中,CASA模型对该区域草地NPP的模拟精度较高;2)2000-2010年青海湖流域草地年均NPP为2.71×1012 gC·a-1,单位面积草地NPP为145.71gC·m-2·a-1;空间分布上呈现出由东南向西北随着海拔升高逐渐下降的格局,在海拔3 200~3 500m的区域草地单位面积的NPP达到最大;3)2000-2010年青海湖流域草地NPP年际变化明显,近11a呈现出明显的增加趋势,增加区域主要分布在环湖地区;年内季节变化显著,夏季NPP占到全年的57.36%;4)对NPP和气象站点太阳辐射、气温、降水数据进行相关性分析,发现影响青海湖流域草地NPP变化的主要驱动力是气温.
  • 【会议】 阿尔泰山地区全新世植被和气候变化(英文)

    作者:潘小多 ; 黄小忠 ; 彭卫 ; Natalia Rudaya ; Eric C.Grimm ; 陈雪梅 ; 曹现勇 ; 张军 ; 刘思丝 ; 陈春珠 ; 陈发虎 关键词:Altai Mountains£»Kanas Lake£»Holocene£»vegetation£»climate change 机构:Key Laboratory of Western China's Environmental System(Ministry of Education),College of Earth and Environmental Sciences,Lanzhou University ; Key Laboratory of Western China's Environmental System(Ministry of Education),College of Earth and Environmental Sciences,Lanzhou University ; Kazan State University ; Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research,Department of Periglacial Research ; Institute of Earth and Environmental Science,University of Potsdam ; Department of Earth Sciences,University of Minnesota ; Northwest Institute of Eco-Environment and Resources,Chinese Academy of Sciences ; Institute of Tibetan Plateau Research,Chinese Academy of Sciences ; School of Geographic Science,Nantong University 年份:2018
    摘要:A comprehensive understanding of the regional vegetation responses to long-term climate change will help forecast earth system dynamics.Based on a new well-dated pollen dataset from Kanas Lake and a review of published pollen records from in and around the Altai Mountains,the regional vegetation dynamics and forcing mechanisms are discussed.In the Altai Mountains,the forest optimum occurred during 10-7 ka for the upper forest zone and a tree line decline and/or ecological shifts were caused by climatic cooling from around 7 ka.In the lower forest zone,the forest reached an optimum in the middle Holocene,and then increased openness of the forest,possibly caused by both climatic cooling and human activities,occurred in the late Holocene.In the lower basins or plains around the Altai Mountains,the development of proto-grassland or forest benefited from increasing humidity in the middle to late Holocene.Key Points:A new pollen data set from a large deep lake was used to interpret the regional vegetation and climate of the southern Altai Mountains.The vegetation showed different long-term responses to climate change in and around the Altai Mountains.Vegetation dynamics and their impact on geophysical processes should be incorporated into coupled vegetation-climate models.
  • 【期刊】 高寒冻土地区草甸草地生态系统的能量-水分平衡分析

    刊名:冰川冻土 作者:潘小多 ; 周剑 ; 王根绪 ; 李新 ; 杨永民 关键词:冻土 ; 土壤水分 ; 寒区生态 ; 陆面过程 ; SHAW模型 ; 能量平衡 ; 植被盖度 机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 兰州大学资源环境学院 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ; 兰州大学资源环境学院 ; 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 年份:2008
    摘要:为了揭示青藏高原高寒地区土壤冻融过程对地表-植被-大气三者之间能量-水分循环的影响,在青藏高原风火山左冒孔流域(长江源)开展了不同植被盖度条件下冻土活动层水热状态的野外观测(在30%、60%、90%的草甸盖度下观测分层土壤水分及温度)和相关试验.选取考虑了积雪、植被覆盖及枯枝落叶层对土壤冻融影响的水-热-盐分耦合模型SHAW为动力学约束模型,进行参数率定及其模拟计算.结果表明:青藏高原地气间的能量交换主要受冻土、植被生长和地表土壤含水量的影响,并且呈明显的季节性变化;未退化高寒草甸草地对青藏高原冻土具有明显的隔热保温作用,可以降低冻土对气候变化的响应.在土壤活动层冻结过程期间,土壤水分具有向表层和深层两向分流汇聚的特征,植被覆盖变化对水分运移通量有明显影响.
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