陆面模式BCC_AVIM中积雪反照率参数化方案的改进试验

【摘要】利用法国ColdePorte站连续18年（1993-2011）的积雪观测资料与近地面气象资料分析了积雪季节不同时间段积雪表面反照率随着降雪后时长的变化（积雪老化效应），探讨了气温、积雪表面温度、积雪深度对积雪反照率的影响。根据积雪颗粒类型、雪层中含水量等的时间变化，提出了一个气温指标白天平均气温超过2.5C且连续累积超过18C，根据该指标将积雪期划分为积累期（干季）和融化期（湿季）。统计分析结果表明，无论干季还是湿季，积雪反照率随积雪老化呈指数型衰减。积雪反照率的衰减随着积雪表面温度升高而加速。相对而言，湿季积雪的反照率整体偏低，而且湿季积雪反照率衰减比干季更快，这是因为影响积雪反照率的两个主要因子积雪有效粒径与杂质浓度在湿季明显大于干季。ColdePorte站的有效积雪厚度在干季、湿季分别为21cm、33cm，当积雪厚度小于该临界值时，积雪表面反照率受雪盖下的地表影响而迅速减小。根据资料分析的结果，针对BCC_AVIM模式对该站连续18年（1993-2011）积雪反照率模拟偏低的不足，对积雪反照率过程进行一些改进:（1）采用新的积雪覆盖率方案以纠正原方案模拟的负偏差；（2）以3mm累积降雪量作为新雪完全覆盖旧雪的判断标准，从而增大模拟积雪反照率的极大值；（3）用白天平均气温超过2.5C且连续累积超过18C的积温指标与时间位于2月或2月之后的时间指标来划分积雪的干/湿季，以反映积雪季节不同时段积雪反照率衰减速率的差异；（4）当积雪深度低于40cm时，反照率衰减加速，用以刻画雪盖下的下垫面对积雪表面反照率的影响。改进后的反照率参数化方案能较好地模拟出积雪反照率及其随时间的衰减，但BCC_AVIM模式对积雪深度及雪水当量模拟的正偏差并没有显著改变。增加了雪面降雨带来的能量后，整体积雪深度与雪水当量模拟的正偏差得到轻微降低，但由于降雨带来的能量在雪盖整体能量收支中所占比重很小，不能从根本上改变整体积雪深度与雪水当量模拟偏多的状况。
【作者】陈阿娇；
【导师】李伟平；
【作者基本信息】中国气象科学研究院，气象学，2014，硕士
【关键词】积雪反照率；积雪深度；积雪覆盖率；积温；干季；湿季；雪面降雨；

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