沙漠陆面过程与沙漠小气候研究进展

2016-04-10 05:54霍文金莉莉王囝囝慕文玲杨帆杨兴华刘永强艾力买买提明刘新春何清
沙漠与绿洲气象 2016年5期
关键词:陆面塔克拉玛干沙漠小气候

霍文,金莉莉,王囝囝,慕文玲,杨帆,杨兴华,刘永强,艾力·买买提明,刘新春,何清*

(1.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,新疆乌鲁木齐 830002;2.塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站,新疆塔中 841000;3.大连市气象局,辽宁大连 116001)

沙漠陆面过程与沙漠小气候研究进展

霍文1,2,金莉莉1,2,王囝囝3,慕文玲1,2,杨帆1,2,杨兴华1,2,刘永强1,2,艾力·买买提明1,2,刘新春1,2,何清1,2*

(1.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,新疆乌鲁木齐 830002;2.塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站,新疆塔中 841000;3.大连市气象局,辽宁大连 116001)

陆面过程是影响大气环流和气候变化的基本物理、生化过程之一。沙漠陆面过程及相应的小气候效应已经成为当前沙漠气象研究的热门问题。近年来,在沙漠陆面过程野外观测、陆面过程特征及参数化、陆面过程模拟、小气候及陆面过程对小气候影响等方面已取得重大进展。本文对于沙漠小气候、沙漠陆面过程及沙漠陆面过程参数化进行了简要概述,重点总结了国内外在沙漠地区气候考察、沙漠边界层高度、沙漠热力环流、绿洲效应、塔克拉玛干沙漠气候特征、沙漠陆面过程野外观测试验及结果、沙漠陆面过程对气候的影响、沙漠陆面过程参数化方案方面的成果,回顾了近年来利用地面观测设备和数值模式等对气候效应和陆面过程直接观测和数值模拟所获得的观测事实和模拟试验,并讨论了其陆面过程参数化对模拟的影响,在总结前人研究成果的基础上对未来的研究方向进行了讨论。

塔克拉玛干沙漠;沙漠陆面过程;小气候效应

人为活动对地—气能量平衡的影响而引起地表和大气组分的变化,必然对区域性气候产生影响,且已经被大量野外试验所证实[1],并被众多数学模型所模拟。研究人类活动对干旱沙漠地区局地性气候的影响问题,是沙漠气象学研究的有力切入点。将有助于更深刻地了解人类有意识改变下垫面的状况下,沙漠与绿地之间局地气候变化的互馈机制。亦可直观、精确、有效的评估人类活动对小气候、环境的影响,阐述小气候变化对人为活动的响应。同时,可为国民经济和政府决策部门提供科学数据支撑,从而制定行之有效的环境保护对策,对改善人类生活环境都具有积极的科学意义。研究应从地球系统科学的角度出发,着眼于人类活动在沙漠地区引起的局地性气候变化问题,以模拟研究与实地观测并重,才能更全面地阐明和诠释其中的细节性科学问题,这是一项实践意义重大、科学生态意义深远的工作。

随着塔克拉玛干沙漠公路沿线生态防护屏障及塔克拉玛干沙漠腹地石油基地人工绿地建成后,区域性下垫面性质有所改变,带来了地表温度、近地层温湿度、风速、地表粗糙度、反照率以及土壤微环境等特征参数的变化,使得近地层能量分配格局发生改变,区域性气候因子重新排列组合,形成有别于沙漠极端气候的局地绿地小气候。

1 研究进展

1.1 沙漠小气候研究进展

沙漠是干旱区特殊的自然景观。对于干旱地区,量化气候的重要参数包括:年降水日数,年平均降水量,降水量的平均季节分配,月平均日最高温度和月平均日最低温度,年平均极端温度,近地面平均风速,沙尘暴的天数。任何一个参数的变化,都会影响地表的干燥度和植被覆盖度[2]。总的来说,有很多方法可以用于研究沙漠地区历史上的气候变化和干旱。根据Smith[3]的总结,列举了一些用于干旱区气候变化研究的方法。这些方法可能比常用的方法更为复杂。包括历史记录、考古资料、树木年轮、孤立的动植物群落残遗、动植物化石、古湖岸线、沙滩、盐沉积、干涸的河道、沙丘的稳定或活化、土壤剖面、洪水等。例如:当气候发生变化时,有时古气候环境下动植物残遗就在小生境中生存下来。Betancourt等[4]利用啮齿动物的粪便化石研究22 000年前的阿塔卡马沙漠的季风性降水。在尼雅、楼兰时期出土文书和木简就有关于塔克拉玛干沙漠及气候的记载[5]。

沙漠小气候的研究是沙漠气候研究的另一分支,其涉及的研究领域也很广泛,例如沙漠植被、地下水、微气象、沙漠局地地形环流、土壤湿度、地表温度,绿洲效应等等。沙漠基质-沙砾、盐滩、砾石、基岩等,有时随地点不同差异很大。即使基质表面看起来一样,在表层以下也常有所不同,如Ackerman和Inoue通过卫星数据比较了撒哈拉大沙漠内部一个表面明显一样的区域的反照率和长波辐射通量,发现其相关并不好,由此推断土壤基质的比热一定有显著差异[6]。

随着社会的发展,在沙漠边缘的绿洲区域,人们在和风沙、干旱作斗争的生产生活过程中,开始初步认识沙漠气候[7-9]。近代,随着生产力水平的提高,人类开始对沙漠气候进行理性的思考,初步进入研究阶段,俄国人布亚科夫斯基和莱茵特尔普尔热瓦尔斯基、罗波夫斯基、克莱门茨等来新疆考察,进行了简单的气象观测和海拔高度的测量[10]。

(1)沙漠边界层高度方面。边界层高度是许多类型小气候差异的一个表征因子。如不同下垫面类型或湿度的差异能影响感热通量,而感热通量对边界层高度有较大影响。Warner和Sheu采用精确定量的模拟方法,研究地形、海岸环流以及沙漠地表特征变化对阿拉伯沙漠边界层的影响[11]。Humes和Kustas研究了降水量对夏天地表温度、感热通量及小气候的影响[12-13]。大量的试验和模拟研究表明,地表水平方向能量收支的差异(即小气候)能导致风场中尺度环流的形成,进而对局地气候造成较大的影响。

(2)沙漠热力环流方面。许多沙漠中有山区,甚至沙漠被山区环绕。上风向的山脉会造成干旱。许多沙漠地区因被山区包围,形成闭合的内陆盆地。地形造成的热力直接环流能极大地影响与其毗邻的沙漠上空的风场和边界层高度。在其它关于复杂地形边界层结构的研究中,也有很多结果表明与热力驱动的山谷环流相关的下沉气流对白天谷地边界层的抑制[14]。

(3)沙漠绿洲效应方面。当绿洲或者其它干旱灌溉区域尺度足够大时,其影响会大于上述的局地影响。从沙漠小气候相互作用的角度,这里所说的“绿洲效应”是指当干热空气水平流经中等尺度、地表湿度较高的区域时,地表热量和湿度通量产生变化的效应。这些绿洲区域与周围的干燥气候的差异能够形成热力环流。Yan和Anthes总结了湿地区域边界层环流的形成[15]。Chen等、Chase等使用模式模拟了北美洲半干旱大平原灌溉区中尺度环流对远距离地区的影响[16-17],模拟结果显示它对夏季降水量的影响可以越过落基山到达山脉西侧。Segal等模拟了在半干旱大平原的同样位置的灌溉农田边缘局地环流的形成[18]。张艳武等[19]分析了绿洲柽柳林的小气候特征:在柽柳林内,地表和近地层大气温度有明显的日变化,日间地表给大气加热,大气温度呈超绝热递减率随高度递减;夜间大气给地表加热,大气稳定层结,近地层空气湿度的日变化与温度相反,林内空气湿度的垂直分析主要取决于冠层与地表吸收太阳辐射状况,白天以上升气流为主;夜间以下沉气流为主,绿洲荒漠效应已经不明显。高艳红,吕世华使用美国NCAR非静力平衡模式MMSV3,模拟了黑河地区非均匀下垫面局地小气候效应,再现了山谷风环流及夏季“绿洲效应”、沙漠上的“逆湿”和由于地表热力分布不均匀引起的绿洲—沙漠垂直环流等绿洲—沙漠相互作用的典型特征,较全面地揭示了非匀地表大气边界层内的风、温、湿度场与陆面相互作用的物理机理,验证了野外实验的结果[20]。王君厚等通过对乌兰布和荒漠东北边缘人工绿洲内和荒漠对照区各小气候因子连续12 a的同步观测,采用模糊综台评判方法,全面定量分析了防护林体系不同时期的小气候效应及变化规律[21]。肖彩虹等指出人工绿洲对灾害性天气具有抑制作用[22]。目前,国内外学者对于沙漠小气候的研究涉及到沙漠化、绿洲化过程中的很多气象参数和能量表征参数的变化,也在逐步揭示这些过程中的局地气候效应问题。

(4)塔克拉玛干沙漠气候方面。瑞典人斯文·赫定(Seven Hedin)于1895年4月23日—5月8日进入塔克拉玛干和田河探险,并测知白天最高温度为90℉。他在1927年组织了中瑞西北科学考察团,在若羌、库车、乌鲁木齐(迪化)等地设立4个固定测候所,除地面观测外,还进行高空测风,这可能是新疆最早的高空探测资料。英国籍匈牙利人斯坦因曾4次进入塔克拉玛干腹地探险,虽然测得一些零星资料,但对塔克拉玛干沙漠来说,是十分珍贵的资料。最有论点立说的是美国汉丁(Hantington),他在1904年随着卡莱基财团组织的新疆探险队进入罗布泊和塔克拉玛干考察后,看到南疆的沙漠化、河水断流和土地消失现象,得出了一个结论,认为塔里木盆地气候和塔克拉玛干地区气候是一直变干的,发展下去,将成为不可逆转的干旱气候,给当地人民带来灭顶的灾难。

气象学家李宪之于1927年随中瑞西北科学考查团,在塔克拉玛干东南缘的若羌建立了气象站,进行气象观测。在柏林大学学习期间,他将西北考察时所收集的部分资料整理成文,发表了《塔克拉玛干沙漠对若羌长期天气的影响》,提出冷空气活动和气旋对这一干旱地区降水的影响,修正了前人所谓中亚没有一般气旋的看法[23]。1930年,地理学家陈宗器等人随西北科学考察团,沿塔里木河南下,对沙漠气候作了详细的观测和记载[24]。1993年,新疆石油管理局以克拉玛依油田和塔中油田的气象、气候资料为基础编写了《石油与气象》,本书应用气象学理论和方法,解决石油生产中的各种气象问题,提供气象、气候资料在石油工业的应用[25-31]。2000年,中国科学院新疆生态与地理研究所的潘伯荣、徐新文、雷加强等科研人员开展了“塔中油田生物防沙绿化示范工程技术”项目,以保证塔中的石油开发和塔中沙漠公路的安全,期望在沙漠腹地建构符合自然-社会-经济和谐的、有人工绿地的生态系统。2003年,由李江风研究员在总结前人工作的基础上,编著了《塔克拉玛沙漠和周边山区天气气候》一书,该专著是塔克拉玛干沙漠综合考察成果,该书较为全面地阐述了塔克拉玛干和周边山区天气气候形成的原因和机理,天气气候的特征、规律以及气候资源和灾害气候变化等方面的问题[32]。

在塔克拉玛干沙漠腹地,由于人工绿地面积的不断扩大及人工植被蒸腾作用的加强,必然导致人工绿地中近地层相对湿度,温度、地表温度、地中温度的降低,改变了流动沙漠的水热条件。由于植被的影响,地面湿润程度的增加,减低了地表的反射率,增加了对地表辐射的吸收,使辐射平衡值增大,温度变化趋于和缓。人工绿地在生长季,具有减小贴地面风速和水土保持的功能,降低风沙性灾害天气的侵蚀程度。

因此可以认为,塔克拉玛干沙漠腹地局地性气候效应对人类正常的工作、生活都是有着正影响的。随着塔中石油基地人工绿化工作的不断深入,针对局地性小气候的研究也随之展开,但是依然缺乏人工绿地局地性气候系统性的观测研究。顾峰雪等[33]对塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地风沙土的理化性质进行了研究,指出不同植被类型和利用方式的绿地土壤理化性质有差异。单娜娜等[34]对塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地条件下微量元素变化规律进行了研究。周智彬等[35]对塔里木沙漠公路防护林地进行实地观测和试验,研究咸水灌溉条件下沙地盐分淋溶后在土壤中重新分配和运移的规律。王健、何清等[36]通过对塔克拉玛干沙漠公路中段两侧不同下垫面进行小气候分析,比较其差异来说明自然沙面、草方格、低矮防护林带、沙石路面等的不同防沙能力。周智彬,李培军[37]对咸水灌溉条件下的塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地土壤微生物的分布规律和环境因子对土壤微生物分布的影响进行了研究,结果表明人工绿地建成后土壤结构和养分状况得到改善,土壤微生物在时间和地域分布上呈现明显的规律性。土壤微生物区系组成中细菌占绝对优势、放线菌次之、真菌最少,表层微生物数量远多于下层土壤。艾力·买买提明指出我国塔中地区受油田防护林带的影响,防护林带外围的气温、相对湿度比被其包围的作业区的变化幅度小,风速比作业区大。作业区的小小气候效应比较显著。严坤利用小气候观测资料分析了塔里木沙漠腹地人工灌溉林地小气候特征及其影响因素,并与林地外原始流沙地进行了对比。

总之,气候是一个复杂的问题,沙漠气候亦是如此,由于圈层及陆地表面之间的相互作用非常复杂,导致气候变化对作用于气候系统的外部驱动力(如太阳辐射的差异)的响应也很复杂,因此很难将系统之间的交互作用和反馈研究清楚。许多研究表明气候变化具有特定的表现形式。例如,研究发现冰期循环或厄尔尼诺事件的频率会影响干旱,但没有更深入地研究是什么原因导致这些事件的发生。全球尺度的气候响应与气候的外部驱动力之间的联系(如太阳辐射和日地几何关系)已经开始有所涉及,但是很多气候机理问题还不能进行科学的解释和阐述,尚需所有致力于气候研究学者的共同努力。

1.2 沙漠地区陆面过程研究进展

由于气候变暖和人类生存环境的恶化,以地球为对象的全球变化研究成为当代世界科学的一个前沿研究领域,陆地生态系统的研究越来越受关注[38-39]。陆—气之间的水热交换过程成为表征下垫面与其上层大气相互作用的一个重要参数,在数值预报和气候模式中起到重要作用[40]。陆面过程的核心问题是地表物质和能量交换等物理过程如何用数学来表示,地气之间的物质和能量交换在原则上是由能量和物质守恒方程控制,陆面特征在方程中起主导作用。所以对表征陆面物理特征参数的描述成了陆面过程参数化中关键问题。

(1)陆面过程野外观测试验方面。20世纪80年代中开始,在WCRP和IGBP的协调组织下,世界各国开展了一系列大型陆面过程实验,这些实验总数已超过50个(欧洲14、非洲5、北美17、南美2、亚洲9、澳大利亚4)。陆面过程野外观测试验是陆面过程研究的一项重要内容。从20世纪80年代中期开始,国际上进行了一系列大型陆面过程野外观测试验,其研究中心主要分布在巴西亚马孙流域、美国、加拿大、法国、德国、英国、非洲、波罗的海、西班牙、俄罗斯勒拿河流域、泰国湄南河流域。

国际上进行的沙漠陆面过程野外观测试验主要有:(EFEDA)欧洲沙漠化地区陆面研究计划和(HEIFE)黑河试验。“黑河地区地气相互作用观测试验研究(HEIFE)”是我国最早的陆面过程野外试验,它开创了我国陆面过程研究的先河,也是亚洲第一次国际合作进行的大型陆面过程试验,被列为世界气候研究计划(WCRP)中水文大气先行性实验(HAPEX)和国际地圈生物圈计划(IGBP)中的一部分[41]。我国还开展了“中国西部环境和生态科学研究计划”、“西北干旱区陆—气相互作用观测试验研究(NWC-ALIEX)”[42]、“干旱化和有序人类活动观测试验”、沙漠—绿洲和湿地下垫面大气边界层结构的数值模拟研究、“沙漠—绿洲陆气相互作用及绿洲效应的数值模拟”、稀疏植被下垫面与大气相互作用研究、中国西部环境和生态科学研究计划。

虽然我国20多年的陆面过程试验研究工作取得了一些很有价值的科学结果,为国际陆面过程试验研究做出了贡献,也使我国陆面过程试验研究在国际上取得了一定地位,但与美国、欧洲相比差距仍然很大。我国的陆面过程实验和地气相互作用研究居于世界前列。在著名气象学家叶笃正和高由禧教授的倡议和领导下,国家自然科学基金和中国科学院重大项目“黑河地区地气相互作用野外观测实验研究”(HEIFE)1987年正式立项,1989年被列入中日两国政府间文化交流协定。1993年HEIFE完成后,仍继续由中日、中欧科学家合作进行了多次后续观测研究。

(2)陆面过程对气候影响方面。陆面过程对干旱区域气候影响的研究开展得较早,关于这方面的研究,最早是大气科学家们用大气模式开展的一系列敏感性试验研究,如Charney[43]在撒哈拉沙漠进行了反照率敏感性影响研究,指出反照率上升会导致空气变凉和降水减少;Sud等[44]在撒哈拉沙漠进行了地面粗糙度敏感性试验,认为地表植被覆盖度是决定地表粗糙度的主要因子,对边界层水汽输送和降水分布有着巨大影响。ShuKla等着手土壤湿度变化对沙漠小气候效应的研究[45]。Xue等对植被退化荒漠化对其邻近地区的气候影响及Nicholson等对非洲地区沙漠化的研究等[46-48]。Xue用SSiB陆面模式对土壤属性的敏感性研究表明,土壤水分参数化在模型中是关键的参数,饱和导水率参数、萎焉点对土壤水分模拟能产生深远影响。刘树华等[49]建立了一个研究荒漠下垫面陆面物理过程与大气边界层相互作用的模式,模拟了荒漠下垫面的土壤环境物理、地面热量通量、蒸发、蒸散及大气边界层结构特征。鲍艳等[50]根据敦煌陆面观测资料,校正了陆面过程模式Land Surface Model(Version1.0)中的土壤类型、土壤热容量、热传导率、地表粗糙度长度等参数,改进了地表蒸发方案。Yang等[51]提出了一种裸土或无植被覆盖环境下的新的热力学粗糙度参数化方案并进行了验证,该方案与前人相比更全面反映出该参数的物理机制。

1.3 沙漠陆面过程参数化研究进展

参数化方案对深刻认识陆面过程的物理机理及其数值天气预报和气候数值模拟研究起重要作用,最早提出地—气相互作用参数化的是Deardorff,他考虑了地面和叶面反照率、净叶面积指数、气孔阻力及保留在叶面上的水等参数的影响,提出了陆面过程中水热交换参数化方案并运用到气候模式中。此后,许多研究者也在这方面进行了大量的工作,但大部分的陆面过程参数化研究工作主要集中于湿润区,对干旱区乃至沙漠区的研究较少。

房云龙等[52]对CoLM模式中反照率、粗糙度长度和土壤热力性质进行了优化,给出了地表反照率与太阳高度角和土壤湿度参数化方案,并对敦煌戈壁的陆面过程进行了模拟分析,表明优化参数的CoLM对干旱区陆面过程模拟性能有所提高。张强等[53]分析了敦煌地区荒漠戈壁地表反照率与太阳高度角和土壤湿度的关系以及土壤热传导率与土壤湿度的关系,给出了地表反照率和土壤热传导率的多因子参数化公式。鲍艳等[54]根据“绿洲系统能量与水分循环过程观测试验”,给出了地表反照率参数化方案,用BATS模式证明了考虑太阳高度角变化的裸土反照率参数化可以改善沙漠、戈壁地表辐射和热状况模拟。Zhang and Huang通过NWC-ALIEX试验,获得干旱和半干旱区总体输送系数、地面反照率、表面粗糙度、土壤湿度影响因子和土壤热力参数等一系列陆面过程参数,尤其是对荒漠戈壁下垫面陆面过程参数的确定[55]。

Yang等[56]提出了一种裸土或无植被覆盖环境下的新的热力学粗糙度参数化方案并进行了验证,该方案与前人相比更全面反映出该参数的物理机制。Yang等通过对青藏高原西部荒漠区和黑河沙漠及戈壁区域的数据研究,进一步修正了裸地表面热力学粗糙度计算方法,给出了一种半经验的计算空气动力学粗糙度、地表比辐射率的新方法。Liu等将热力学粗糙度参数化方案应用到塔克拉玛干沙漠腹地,具有很好的指导意义。输送系数研究方面,左洪超和胡隐樵[57]用梯度输送理论计算了HEIFE试验区沙漠、戈壁动力输送系数;任宏利等[58]用变分法计算了敦煌戈壁热力输送系数;王慧等[59]用涡旋相关法计算了鼎新戈壁动力输送和热力输送系数。梅凡民等[60]利用风温廓线法在毛乌素平坦沙地上进行了观测试验,分别计算了中性、稳定、不稳定大气层结的空气动力学粗糙度。何清等[61]研究了塔克拉玛干沙漠不同地区的空气动力学粗糙度,得出粗糙度随下垫面性质变化明显,与稳定度呈正相关,与风速呈负相关,摩擦速度随粗糙度增大而减小。Yang等[62]通过对青藏高原西部荒漠区和黑河沙漠及戈壁区域的数据研究,进一步修正了裸地表面热力学粗糙度计算方法,给出了一种半经验的计算空气动力学粗糙度、地表比辐射率的新方法。Liu等[63]将热力学粗糙度参数化方案应用到塔克拉玛干沙漠腹地,展示了良好的指导意义。

2 科学问题研究展望

沙漠气象是我国现代气象科研和业务体系的重要组成部分,在提高沙漠及其周边地区天气气候预报水平及防灾减灾中占有重要地位。开展沙漠气象研究是支撑现代气象业务发展的重要保证,是国家气象科技创新体系建设的重要任务之一。

沙漠地表有着特殊的陆面物理过程,下垫面通过边界层对大气的加热作用与全球其它区域相比有明显差异,陆面过程和大气边界层是极端天气形成及气候变化的关键环节,陆面过程和大气边界层是改进数值模式模拟能力的两个重要方面。目前我国在沙漠地区陆—气相互作用方面的研究处于萌芽阶段,区域数值模式的预报能力不高,沙漠区天气气候形成动力学机制理解不足,北方沙漠区地表起沙及其输送机理等方面研究不多。经过近年的发展,我国初步建立了具有沙漠区域特色的基础观测、应用与理论研究相结合的沙漠气象研究体系。

随着科技和社会经济发展,沙漠及其周边地区现代天气气候预报预测准确率、精细化程度等越来越不能满足国家防灾减灾和气象服务日益增长的需求,沙漠气象科研需要从以下几方面进行攻关和突破:沙漠边界层结构和地表起沙输送过程观测试验,描述较为准确的沙漠—地气相互作用陆面过程模式和参数化,沙漠—大气之间的复杂耦合系统和正、负反馈作用影响机理,沙漠区域数值模式预报能力改进,沙漠及其周边灾害性天气气候发生发展规律和形成机制等科学问题。通过组织实施沙漠及其周边地区陆—气相互作用联合观测试验和开展关键技术攻关,获取沙漠-绿洲大气边界层水热特征参数、风沙二相流结构,近地层起沙特征参数、沙尘数值预报模式和定量遥感基础参数,增强综合观测资料的应用能力,提高区域数值模式模拟和预报能力,揭示沙漠及其周边地区灾害性天气气候形成动力学机制,解决沙漠气象科研业务发展中的关键性问题,建立中国沙漠气象科学创新基地,为国家和区域可持续发展及气象事业发展提供科技支撑。

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Review on the Desert Land Surface Process and Regional Climate Effect

HUOWen1,2,JIN Lili1,2,WANG Nannan3,MUWenling1,2,YANG Fan1,2,YANG Xinghua1,2,LIU Yongqiang1,2,AliMamtimin1,2,LIU Xinchun1,2,HEQing1,2
(1.Institute of DesertMeteorology,China Meteorological Administration,Urumqi 830002,China;2.Taklimakan Desert Atmosphere and Environment Observation Experiment Station,Tazhong 841000,China;3.Dalian Meteorological Bureau,Dalian 116001,China)

The land surface process is one of the basic physical and biochemical processes that affects the atmospheric circulation and climate change.The desert land surface processes and its corresponding regional climate effect have gradually become a hot issue in desertmeteorology field. In recent years,important progress has been made in the field observation of desert land surface process,characteristics of land surface process and parameterization,land surface process simulation,regional climate effect and the influence of land surface process on regional climate.In this paper,the desert microclimate,desert land surface processes and the parameterization were introduced briefly.Also emphasis on summarizing achievements of the desert climate investigation, desert boundary layer height,desert thermal circulation,oasis effect,climate characteristics of the Taklimakan desert,field observations of desert land surface process,the influence of desert land surface processes on climate,desert land surface parameterization schemes at home and abroad. Moreover,the observational facts and the results of simulation experiments which was got by using observation equipment and numerical model on climatic effects and land surface process was reviewed in recent years.Besides,the influence of parameterization of land surface process on simulation and the future research direction was discussed.

Taklimakan desert;desert land surface process;regional climate effect

P463.2

A

1002-0799(2016)05-0087-08

10.3969/j.issn.1002-0799.2016.05.013

2016-03-01;

2016-04-13

国家自然科学基金项目(41305107、41375163、41175140)、公益性行业专项(GYHY201306066)共同资助。

霍文(1981-),男,副研究员,主要从事沙漠气象研究。

E-mail:huowenpet@idm.cn

何清(1965-),男,研究员,主要从事沙漠气象研究。

E-mail:qinghe@idm.cn

霍文,金莉莉,王囝囝,等.沙漠陆面过程与沙漠小气候研究进展[J].沙漠与绿洲气象,2016,10(5):87-94.

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