中国区域夏季地表气温与陆面过程耦合强度的分布特征
杨洋1, 2, 3 林朝晖1, 2 骆利峰3
1.中国科学院机构大气物理研究所国际气候与环境科学中心，北京 100029
2.中国科学院大学机构，北京 100049
3.美国密歇根州立大学地理环境与空间科学系，密歇根州东兰辛 48824
杨洋, 林朝晖, 骆利峰. 2022. 中国区域夏季地表气温与陆面过程耦合强度的分布特征[J]. 气候与环境研究, 27(3): 333−350. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21060
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摘要: 鉴于陆气相互作用对极端高温事件的重要作用，利用ERA5-Land陆面再分析资料，分析了基于敏感度的中国区域夏季地表气温与土壤湿度、土壤温度耦合强度的多时间尺度分布特征。研究结果表明，基于不同耦合过程指标定义的陆气耦合强度在中国区域呈不同的空间分布特征，其中基于潜热通量的陆面变量—地表气温耦合的“热点”区域主要分布在中国的西北地区和长江流域，基于感热通量的陆面变量—地表气温耦合的“热点”区域则主要分布在河套—内蒙古地区、新疆西南部地区，以及长江以南部分区域。这说明夏季地表气温对陆面变量异常的敏感度的区域差异，与不同区域陆面异常影响地表气温的主导过程密切相关。此外，陆气耦合强度的强弱还随时间尺度而变化，其中月—季节尺度的陆气耦合强度要明显弱于日、候及旬尺度的耦合强度；就日、候及旬时间尺度而言，基于潜热交换过程的陆面变量—地表气温的耦合强度在全国大部分地区随时间尺度的增加而减弱，基于感热通量的陆气耦合强度在南方大部分地区也随时间尺度的增加逐渐减弱，但在北方大部分地区则表现为随时间尺度增加逐渐增强。相比较于表层土壤湿度与地表气温的耦合强度，次表层土壤湿度与地表气温的耦合强度在中国西北地区明显减弱。
图 1 中国区域1981～2013年夏季月尺度的表层土壤—地表气温耦合强度II（单位：°C）的空间分布：（a）ISM−LHISM−LH；（b）ISM−SHISM−SH；（c）IST−LHIST−LH；（d）IST−SHIST−SH。II的绝对值越大代表耦合强度越强
图 9 中国区域1981～2013年夏季月尺度的次表层相关系数的空间分布：（a）rSM−LHrSM−LH；（b）rSM−SHrSM−SH；（c）rST−LHrST−LH；（d）rST−SHrST−SH。其中打点区域代表相关系数通过了置信水平为95%的显著性检验
图 11 1981～2013年夏季中国西北部（36°N～48°N，72°E～107°E）区域平均的次表层和表层土壤湿度（单位：m3/m3）的年际变化曲线。其中实线对应次表层的土壤湿度，虚线则为表层结果
