文档介绍：第66卷第3期地理学报 ,
2011年3月 ACTA GEOGRAPHICA SINICA Mar., 2011
MODIS BRDF/Albedo数据在
中国温度模拟中的应用
张学珍 1, 郑景云 1, 何凡能 1, 王鐯森 2
(1. 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101;
2. Department of Geography and Environment, Boston University, Boston, MA 02215, 美国)
摘要:地表反照率直接影响地表辐射平衡,进而改变当地温度(2 m 气温,下同),然后还可能通过
大气平流过程影响下游地区的温度。为揭示利用实时更新的地表反照率替换 WRF (Weather
Research and Forecasting) 模式的静态地表反照率对中国大陆温度模拟结果的影响,本文进行了
两组为期6年(2002-2007年) 的连续积分试验:控制试验(CT试验) 采用短波波段地表反照率,取
自 WRF 模式推荐的地表参数数据集;敏感试验(MD 试验) 采用分波段的(可见光和近红外) 地
表反照率,取自MODIS BRDF/Albedo数据产品。试验结果表明,CT试验能够模拟中国温度的基
本空间格局,但是模拟温度相对于观测温度有明显偏差,青藏高原南部的模拟温度偏低(负偏
差),最大偏低幅度为 ,出现在秋季,东部地区的模拟温度偏高(正偏差),最大偏高幅度达
,出现在春季;MD 试验模拟结果的正、负偏差格局与 CT 试验基本相似,但是与 CT 试验相
比,MD 试验模拟的青藏高原南部温度的负偏差更大,最大为 ,而模拟的东部地区温度的
正偏差明显减小,最大为 ,这说明 MD 试验比 CT 试验模拟的温度普遍偏低。在青藏高原,
这主要归因于MD试验比CT试验的地表反照率大,使得地表净辐射少,地表感热少,致使温度偏
低;在中国东部的黄淮海至江南丘陵区,这主要归因于MD试验中北方蒙古高原的地表反照率比
CT 试验的大,使得 MD 试验中该地区的地表净辐射少,地表感热少,温度低,然后通过南下冷平
流过程致使位于其下游的黄淮海至江南丘陵区温度降低。
关键词:BRDF/Albedo数据;地表反照率;WRF模式;中国大陆;温度模拟
1 引言
地表反照率是地表反射的与到达地表的太阳辐射通量密度之比,它表征了地表对太阳
辐射的反射能力,是影响地表辐射平衡和能量平衡的关键因子。地表反照率变化直接改变
地表吸收的太阳辐射,进而使得地表向大气的长波辐射及感热和潜热发生变化,然后影响温
度(2 m 气温,下同),并且进一步还能通过大气平流过程影响下游地区的温度。在不考虑平
流过程影响的情况下,地表反照率增大(减小) 会导致地表吸收的太阳辐射减少(增加),使地
表温度下降(上升),进而使得地表向大气的长波辐射及感热和潜热随之减少(增加),产生降
温(升温) 的潜在效应[1-3]。数值模拟表明:温度模拟结果对地表反照率非常敏感[4],曾有模式
设定的冬季北方森林的地表反照率高达 ~,大约是观测值的 5 倍,由此导致模拟的温度
比观测温度偏低10~15 K [5-6]。
WRF 模式(Weather Research and Forecasting Model),作为新一代中尺度模式,已被证明
具备模拟气候的能力,并应用于气候变化研究,比如,North American Regional Climate
收稿日期:2010-09-20; 修订日期:2011-01-05
基金项目:全球变化研究国家重大科学研究计划(2010CB950903; 2010CB950102); 国家自然科学基金项目(41001122)
[Foundation: China Global Change Research Program, ; ; National Natural
Science Foundation of China, ]
作者简介:张学珍(1981-), 男, 博士, 助理研究员, 主要从事地-气相互作用的数值模拟研究。
E-mail: ******@igsnrr.
356-366 页
3期张学珍等:MODIS BRDF/Albedo数据在中国温度模拟中的应用 357
Change Assessment Program (AP) ①,Leung and Qian (2009) [7] 和史小康等(2009)