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1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含獲得蘭趔童適太堂或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文作者簽名：攢簽字日期：姚年6月／，日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解蘭趟交通太堂有關保留、使用學位論文的規(guī)定。特授權蘭翅交通太堂可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復
2、制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學校向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤。(保密的學位論文在解密后適用本授權說明)學位論文作者簽名：蝴簽字日期：仞修年6月／如導師簽名：名h吐)c彳計Q,／-L_JI簽字日期：加7弓年參月I．1-日蘭州交通大學碩士學位論文摘要作為氣象模型的下邊界層條件的陸面模式，重在研究陸面的動量，熱量及物質交換，在近數十年內取得了很大的進步。從今后的發(fā)展趨勢上來講，針對有復雜地表的山岳地形建立陸面模式是具有很大的應用價值的。本研究就是針對有森林覆蓋的復雜地形，通過閱讀大量的與陸面模式相關的文獻，在對陸面模
3、式的發(fā)展歷史做了一個詳盡的回顧之后，將其中的方程式提取出來，經過篩選，得出一系列最符合復雜地形實際情況的方程式來表示各個陸面過程。陸面模式的發(fā)展歷史，大致可以分為三個階段。第一個階段的陸面模式，是以1969年Manabe創(chuàng)建的水桶模型(Bucketmodel)為代表的，在這個陸面模式中，土壤被設定為具有固定的土壤水容量。模型中的“水桶”被降水填滿，但又通過蒸發(fā)來消耗所得水分，超過土壤含水量的部分全部被視為徑流。但相對于實際情況來講，第一代陸面模式過于粗糙，沒有涉及到對于植被和地下水的處理。盡管如此，第一代陸面模式在陸面模式的發(fā)展歷程
4、中依然有舉足輕重的作用。第二個階段的陸面模式是在1978年，Deardorff提出了土壤．植被．大氣傳輸模式(SVAT)的基礎上發(fā)展起來的。在第二代陸面模式中，植被被作為一個很重要的組成部分考慮了進去。與第一代陸面模式相比，第二代陸面模式考慮到了熱量，水，動量交換以及植被的作用，同時還考慮到了雪蓋模式下的陸面與普通氣候條件下的陸面的不同。當然它也還是存在一些問題。在Dickinson于二十世紀八十年代創(chuàng)立的生物圈大氣傳輸模式(BATS)qb，土壤被進行了更加詳細的劃分，葉面積指數(LAI)也被作為一個重要的物理參數引入進來計算透過植
5、被冠層的入射光的衰減量。需要指出的是，在這個模式中，依舊沒有考慮到地下水，但是它將植被考慮進去已經是一個重大的進步。另一個二代模式的代表就是由Sellers創(chuàng)立的簡單生物圈模式(SiB)。簡單生物圈模式的創(chuàng)建理念就在于它從植被自身的生物物理過程出發(fā)來模擬植被，因為植被模擬在對入射光吸收的參數化過程中起到了非常積極的作用。簡單生物圈模型同生物圈大氣傳輸模式一樣也是對土壤進行了詳細的分層并分別計算各個過程。簡單生物圈模式的缺點在于，對雪層厚度的預測是非常粗糙的，并且沒有考慮到降雪溫度處理。經過前兩代模式的發(fā)展，針對近地面層的大氣，植被和
6、土壤的物理及生物物理過程以及基本完善，因此，將近地面層的碳循環(huán)作為一個新的研究重點的第三代陸面模式誕生了。第三代陸面模式不僅考慮到了植被的光合作用，而且模擬了陸面碳循環(huán)過程。在這一代模式中同時涉及到了太陽入射同光合作用之間的關系，而光合作用的強弱會對碳循環(huán)造成一定的影響。在第三代陸面模式中涉及到了多學科的綜合，尤其是植被的生物以森林覆蓋的復雜地形為研究對象的陸面模式化學過程，因此，第三代陸面模式具有最廣泛的應用范圍。第三代陸面模式的代表類型分別由陸面模式(LSM)，第二代簡單生物圈模型(SiB2)以及大氣植被相互作用模式(AVIM)
7、。對已有的陸面模式進行系統(tǒng)的、詳盡的歸類和整理有助于更好地理解陸面模式的發(fā)展歷程及未來的前進空間。通過大量文獻的閱讀，在這篇論文中，不僅回顧了各代模型的優(yōu)缺點，更是從結構的角度出發(fā)解析了三代模型的相同與不同點。在將來的陸面模式的發(fā)展過程中，我們還需要注意以下幾個方面的問題。最初的三種簡單的陸面模式(Bucket，BATS和SiB)都是一維模式(在豎直方向上)。在將來的陸面模式的建立過程中，我們可以在小尺度的陸面模式的研究中考慮到水平方向上的各種物質及能量交換。而且在以往的陸面模式的研究過程中，基本上對地形的設計都是在相對平坦的地形條
8、件下進行的，因此在將來的陸面模式發(fā)展過程中，我們更需要側重研究針對各種復雜地形的熱量及能量交換。在復雜地表條件下，由于山地結構造成的遮蔽，陰影等會對入射光的吸收產生不同的影響，故而也可以從入射光的分布的不同這一點著手進行陸面模式的研究
