中国科学院(CAS)气候系统模式FGOALS-f3-L于近期完成了第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)试验中的全球季风比较计划(GMMIP)的Tier-1和Tier-3试验并发布了相应数据。本文是FGOALS-f3-L参加GMMIP试验的数据描述文章。在GMMIP Tier-1试验中,基于观测的海温和海冰强迫,FGOALS-f3-L模式完成了三组不同初始场的历史模拟试验。在GMMIP Tier-3试验中,FGOALS-f3-L模式完成了5组地形和热力扰动的敏感性试验。具体来说,包括四组地形敏感性试验,分别去除了青藏高原、东非和阿拉伯半岛高原、北美马德雷山脉和南美的安第斯山脉,以及一组热力敏感性试验,去除了青藏-伊朗高原及邻近区域500m以上地形的地表感热加热。这组数据集将贡献于CMIP6用于评估海温对全球季风环流和降水的长期以及短期趋势的影响,以及更好的理解大地形在影响全球季风中的作用。
何编
青藏高原分区域动力降尺度(TPSDD)数据集是一个高空间-时间分辨率的网格数据集,用于整个青藏高原的陆地-空气交换过程和低层大气结构研究,并考虑到了青藏高原各分区域的气候特征。该数据集的时间跨度为1981年至2020年,时间分辨率为2小时,空间分辨率为10公里。数据集的气象要素包括近地表土地-空气交换参数,如向下/向上的长波/短波辐射通量、动量通量、显热通量、潜热通量等。此外,还包括从地表到对流层顶的3维风、温度、湿度和气压的垂直分布。通过比较观测数据和最新的ERA5再分析数据,对该数据集进行了独立评估。结果表明了该数据集的准确性和优越性,为未来的气候变化研究提供了巨大的潜力。
李斐, 马舒坡, 朱金焕, 邹捍, 李鹏, 周立波
青藏高原分区域动力降尺度数据集-标准年(TPSDD-Standard)是一个高空间-时间分辨率的网格数据集,用于整个青藏高原的陆地-大气交换过程和低层大气结构研究,并考虑到了青藏高原各分区域的气候特征。根据青藏高原上空500 hPa多年平均位势高度场,选取与该位势高度场空间相关系数最大的年份(2014年)作为标准年,它能粗略反映青藏高原大气多年平均状况。该数据时间分辨率为1小时,空间分辨率为5公里。数据集的气象要素包括近地表土地-空气交换参数,如向下/向上的长波/短波辐射通量、感热通量、潜热通量等。此外,还包括从地表到对流层顶的3维风、温度、湿度和气压的垂直分布。通过比较观测数据和最新的ERA5再分析数据,对该数据集进行了独立评估。结果表明了该数据集的准确性和优越性,为未来的气候变化研究提供了巨大的潜力。
李斐, 马舒坡, 朱金焕, 周立波, 李鹏, 邹捍
玛曲草地观测点始建于 2005 年,海拔 3434 米,位于距离玛曲县城以南约 18公里的河曲马场(102°08′45″E,33°51′50″N),下垫面为典型的发育良好的高寒草原,属于季节性冻土区。本数据集为2017-2020年黄河源区玛曲草地观测站点的常规气象观测数据,使用Kipp&Zonen CNR4、Vaisala HMP155A、PTB110等仪器观测获得,时间分辨率为半小时,主要包括风速、风向、气温、相对湿度、气压、向下短波辐射、向下长波辐射、降水。
孟宪红, 李照国
采用WRF4.1.1模式制备的青藏高原高分辨率大气-水文模拟数据集,格点数为191*355,空间分辨率9km,覆盖范围如图1所示,时间分辨率为3h,模拟时采用的主要参数化方案包括:Thompson微物理方案、RRTM长波辐射方案、Dudhia短波辐射方案、MYJ边界层方案、Noah陆面过程方案。数据的时间跨度为2000-2010年,变量包括:降水(Rain),地面2m高度的温度(T2)和湿度(Q2),地表温度(TSK)、地面气压(PSFC)、地面上10m风场的纬向分量(U10)、地面上10m风场的经向分量(V10)。地表向下的长波通量(GLW)、地表向下短波通量(SWDOWN)、地表热通量(GRDFLX)、感热通量(HFX)、潜热通量(LH)、地表径流(SFROFF)、地下径流(UDROFF)等。该数据可有效支撑青藏高原地区区域气候特征及气候变化研究。
孟宪红, 马媛媛
青藏高原1km分辨率可利用风能资源分布数据是以数值模拟得到的青藏高原地区多年年平均风速为基础,考虑地形、水体、城镇等土地利用对风能开发的制约和限制,综合得到的非常丰富、丰富、较丰富和一般几个风能资源等级。根据地形坡度、土地利用类型来设置土地可利用率,并将城镇周边3km范围扣除,将土地可利用率按照0.2的间隔划分成从0到1的5个区间,再将年平均风速大小划分成4个区间,通过土地利用可利用率和风速两个因子的组合得到风能资源的等级划分。数据主要用于风能资源详查和风电场宏观选址。
朱蓉, 孙朝阳
1)数据内容(包含的要素及意义):高寒网19个站(藏东南站、纳木错站、珠峰站、慕士塔格站、阿里站、格尔木站、天山站、祁连山站、若尔盖站(共2个点,西北院和成都生物所)、玉龙雪山站、那曲站(含3个站点,青藏所、西北院和地理所)、海北站、三江源站、申扎站、拉萨站、青海湖站)2020年青藏高原气象观测数据集(气温、降水、风向风速、相对湿度、气压、辐射和通量等数据) 2)数据来源及加工方法:高寒网19个站实地观测Excel格式 3)数据质量描述:站点日分辨率 4)数据应用成果及前景:在高寒网各野外站和泛第三极地区境外台站的长期观测数据基础上,建立泛第三极地区气象、水文及生态要素系列数据集;通过重点区域的强化观测与样地和样点验证,完成气象要素、湖泊水量与水质、地上植被生物量、冰川冻土变化等数据产品的反演;基于物联网技术,研制建立多站联网的气象、水文、生态数据管理平台,实现联网数据实时获取与远程控制及共享。另外,该数据集是对中国高寒区地表环境与观测网络气象数据(2019)的更新。
朱立平
全新世单独轨道参数变化模拟结果(2019-2020)数据集是利用地球系统模式CESM模式(水平分辨率:大气与陆面模块约为2°、海洋与海冰模块约为1°),开展考虑地球轨道参数变化的全新世瞬变模拟试验。空间分辨率为2°;空间范围:北:50°N,南:20 °N,西:60 °E,东:130°E;地域范围为:欧亚大陆;时间范围为全新世。模拟结果可用于分析全新世单独轨道参数变化影响下欧亚大陆西风季风等变化的分析研究。
张冉
青藏高原3km分辨率逐月平均风速格点数据是基于国家气候中心为长年代时间序列中尺度数值模拟气象要素库研发的,水平分辨率3 km×3 km,时间分辨率1小时,时间长度1995⁓2016年。数据库的建立采用WRF中尺度模式的二重嵌套数值模拟方法,外重网格格距9 km,范围覆盖多半个欧亚大陆;内重网格共有4个,格距3 km,覆盖全国陆地和海域,其中第4个计算区域覆盖青藏高原(图1)。WRF模式顶高度为10 hPa,垂直方向共36层,地面至200 m高度划分9层。模式中物理过程参数化方案包括:Thompson(外重网格)和WSM6 ( 内重网格) 微物理参数化方案;外重网格设置K-F积云参数化方案,第二重不设置用积云对流参数化方案;RRTM(Rapid RadiativeTransfer Model)长波辐射参数化方案;Dudhia短波辐射参数化方案;ACM2边界层参数化方案;Noah陆面参数化方案。数值模拟采用四维资料同化技术融入全球大气环流模式格点再分析资料(CFSv2)、OISST海表面温度资料、全国2400多地面气象站和160多探空气象站的定时观测资料。 2009年中国气象局建立了包括400座测风塔的全国风能资源专业观测网,其中70 m测风塔329座,100 m测风塔68座,120 m测风塔3座,在2008~2009年期间逐步建成,主要分布与中国风能资源较丰富的地区。课题组采用测风塔70 m高度上2009年1月至2010年12月期间一个完整年的逐小时风向风速观测数据对相同时段中尺度WRF模式逐小时输出的风速模拟结果(水平分辨率3 km×3 km)进行误差检验,剔除观测资料完整率小于90%和年平均风速小于3.8 m/s的测风塔,实际用于误差检验的测风塔共有354座,每座塔的样本数8700小时左右。测风塔实测风速与数值模拟风速的相对误差检验分析表明:49%的测风塔检验得到相对误差小于5%;28%的测风塔检验得到相对误差为5~10%;14.4%测风塔的相对误差为10~15%;5.6%测风塔的相对误差为15~20%;3%测风塔的相对误差大于20%。相对误差较大的测风塔主要分布于内陆地形复杂的山区和沿海山地。此外,全国范围内逐小时风速对比的相关系数为0.6,按照16方位分别进行平均的风速的相关系数为0.8,超过99.9%的统计显著性检验,说明数值模拟的风速时空变化特征与实测风速的变化一致。西藏没有测风塔,青海省共13座测风塔,其中6座塔的相对误差小于5%,3座塔相对误差5~10%,3座塔相对误差10~15%,1座塔15~20%。
朱蓉, 孙朝阳
青藏高原1km分辨率风能资源数据是采用中国气象局风能资源数值模拟评估系统(WERAS/CMA)研制的,该系统包含典型地形分类模块、中尺度模式WRF和CALMET动力诊断模式。首先从历史上出现过的天气类型中随机抽取典型日进行逐小时风速模拟,再根据天气型出现的频率统计分析得到风能资源的气候平均分布。本数据集包括青藏高原风速和风功率密度,风速的数据精度为0.01m/s,风功率密度的数据精度为0.01W/m2,数据的垂直高度为100米。数据经过了气象站观测资料的检验和订正,主要用于风能资源详查和风电场宏观选址。该数据为2008-2012年全国风能资源详查和评价项目产出数据(项目经费2.9亿),之后成为风能资源相关研究的基础数据,近期财政部没有计划投资再延长这个数据集。
朱蓉, 孙朝阳
该数据集是从中国科学院青藏高原研究所开发的一套中国区域近地面气象与环境要素再分析数据集中提取得到。该数据集是以国际上现有的 Princeton 再分析资料、GLDAS 资料、GEWEX-SRB 辐射资料,以及 TRMM 降水资料为背景场,融合了中国气象局常规气象观测数据制作而成。其时间分辨率为 3 小时,水平空间分辨率 0.1°,包含近地面气温、近地面气压、近地面空气比湿、近地面全风速、地面向下短波辐射、地面向下长波辐射、地面降水率,共 7 个要素(变量)。 各变量的物理意义: 气象要素 变量名 单位 物理意义 近地面气温 temp K 瞬时近地面(2m)气温 地表气压 pres Pa 瞬时地表气压 近地面空气比湿 shum kg/ kg 瞬时近地面空气比湿 近地面全风速 wind m /s 瞬时近地面(风速仪高度)全风速 向下短波辐射 srad W /平方米 3 小时平均 (-1.5hr ~ +1.5hr) 向下短波辐射 向下长波辐射 lrad W /平方米 3 小时平均 (-1.5hr ~ +1.5hr) 向下长波辐射。 降水率 prec mm/hr 3 小时平均 (-3.0hr ~ 0.0hr) 降水率。 更多信息,请参见随数据一同发布的《User’s Guide for China Meteorological Forcing Dataset》。
阳坤
在高寒网各野外站和泛第三极地区境外台站的长期观测数据基础上,建立泛第三极地区气象、水文及生态要素系列数据集;通过重点区域的强化观测与样地和样点验证,完成气象要素、湖泊水量与水质、地上植被生物量、冰川冻土变化等数据产品的反演;基于物联网技术,研制建立多站联网的气象、水文、生态数据管理平台,实现联网数据实时获取与远程控制及共享。 数据包含中国高寒网17个站点2014-2017年青藏高原地区逐日气象观测数据集(气温、降水、风向风速、相对湿度、气压、辐射和蒸发),三江源的数据有所缺失。
朱立平, 彭萍
本数据集来自中国科学院西北生态环境资源研究院那曲高寒气候环境观测研究站那曲观测场(31.37ºN,91.90º E,海拔高度4509m),观测场地平坦开阔,不均匀的生长着高度为3-20cm的植被。本数据集观测时间为2014年1月1日至2017年12月31日,观测要素主要包括风速、气温、空气相对湿度、气压、向下短波辐射、降水量、蒸发、潜热通量和CO2通量。其中降水量、蒸发和CO2通量数据为日累积值,其他观测要素为日平均值。观测数据总体上连续性较好,但由于供电故障导致部分数据缺测,数据中的缺测值标记为NAN。
胡泽勇, 谷良雷, 孙方林, 王树金
1、数据内容:气温、相对湿度、降水、气压、风速及水汽压日平均数据。 2、数据来源及加工方法:由美国campel高山型自动气象站观测,其中空气温湿度传感器型号HMP155A;风速风向仪型号:05103-45;大气压力传感器:CS106;雨量筒:TE525MM。自动气象站每隔10分钟自动采集一次,每日采集完自动统计计算得出日均值气象数据。 3、数据质量描述:数据自动连续获取。 4、数据应用成果及前景:该气象站设置在冰川末端上部,气象数据可为模拟预测未来气候变化背景下海洋型冰川变化对全球气候变化的响应研究提供了数据保证。
刘婧
数据集综合了纳木错多圈层综合观测研究站、珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站、藏东南高山环境综合观测研究站的大气、水文和土壤的长期监测数据。数据有三种分辨率,包括0.1秒、10分钟、30分钟、24小时不等。 野外的大气边界层塔(PBL)所使用的温湿度和气压传感器由芬兰的Vaisala公司生产,风速风向传感器由美国的MetOne公司生产,辐射传感器由美国的APPLEY公司和日本的EKO公司生产,气体分析仪由美国的Licor公司生产,土壤含水量、超声风速仪和数据采集器等由美国的CAMPBELL公司生产。定期(每年2-3次)由专业人员对观测系统进行维护,对传感器进行标定和更换,对采集的数据进行下载和整编,满足国家气象局和世界气象组织(WMO)的气象观测规范。 数据集加工方法为原始数据经过质量控制后形成时间连续序列,质量控制包括剔除曳点数据和传感器出现故障造成的系统误差。
马耀明
本数据集包括拉萨农田试验站观测的春青稞试验样地的生物量和光合作用数据以及当雄草地试验站观测的气象数据。时间范围为2006-2009年。 生物量观测方法:每个样方取样面积25cm*25cm;光合作用数据观测:仪器为LiCor-6400。 生物量数据是人工根据记录本录入;光合数据是仪器自动记录;气象数据日值中的平均风速、主风向、气温、大气压和相对湿度用半小时数据进行日平均所得,降水量和总辐射数据是观测系统自动记录数据。 生物量数据的观测过程中,严格按照农学方法,可以应用于农业生产力的估算;光合数据观测过程中,仪器的操作、观测对象的选择等严格按照专业要求进行,可以用在植物叶片光合参数模拟和生产力估算中。 青藏高原农田生态系统观测数据,包含:1)地上生物量;2)CO2响应光合数据;3)光响应光合数据;4)当雄监测点气象数据日值。 数据采集地点中国科学院拉萨农业生态试验站,经度:91°20’,纬度:29°41’,海拔:3688m;当雄高寒草甸碳通量观测站,经度:91°05′,纬度:30°25′,海拔:4333m。
张宪洲
包含了青海省1988-2016年西宁、海东、门源、黄南、海南、果洛、玉树、海西等主要地区平均风速数据。数据整理自统计年鉴: 《青海社会经济统计年鉴》和《青海统计年鉴》,精度同数据所摘取的统计年鉴。 数据表记录了青海8个地区每个月及每年的平均风速。 单位:米/秒 数据集主要应用于地理学、社会经济研究。
青海省统计局
本数据集主要包括藏东南高山环境综合观测研究站色季拉山高山林线观测场2005-2008年观测的气象数据和土壤水分数据。 藏东南山地林线观测数据集,包含:1)气象数据集 ;2)土壤水分数据。其中:气象数据集内容包括:风速、气温(1,3m)、相对湿度(1,3m)、土壤热通量(-5,-20,-60cm)、土壤温度(-5,-20,-60cm)、气压、总辐射、净辐射、光合有效辐射、红光辐射(660,730nm)、大气长波辐射、地面长波辐射、地表温度、降水量、雪厚;土壤水分数据包括:植被类型、土壤含水量(-5,-20,-60cm)。 各观测指标所使用的仪器情况: 气温:气温传感器( Air Temperature Probe),产自台湾,型号为TRH-S。 相对湿度:型号为TRH-S,产自台湾。 风速:风速仪(Anemoscope), 产自台湾,型号为03102。 气压:气压仪(Barometric Pressure sensor),产自台湾,型号为BP0611A。 大气长波辐射:大气长波辐射仪(pyrgeometer),产自荷Kipp & Zonen公司,型号为CG3。 地面长波辐射:地面长波辐射仪(pyrgeometer),产自荷兰Kipp & Zonen公司,型号为CG3。 总辐射:总辐射仪(Pyranometer),产自荷兰Kipp & Zonen公司,型号为CM3。 净辐射:净辐射仪(Net Radiometer), 产自荷兰Kipp & Zonen公司,型号为NR-Lite。 光合有效辐射:有效光合辐射仪(PAR-Sensor),产自产自荷兰Kipp & Zonen公司,型号为MS-PAR。 红外辐射:红外辐射仪(Infrared radiation sensor) ,产自英国Skye公司,型号为SKY110。 雨量:雨量筒(Rain Gauge), 产自台湾,型号为7852M。 雪厚:超声波雪厚仪(ultrasonic snow depth sensor),产自美国,型号为260-700。 土壤温度:土壤温度传感器(Soil temperature probe), 产自美国Onset公司,型号为12-Bit。 土壤热通量:土壤热通量板(Soil heat flux plate),产自荷兰Hukseflux公司,型号为HFP01。 土壤含水量:土壤水分传感器(Soil moisture sensor),产自美国Onset公司,型号为S-SMA-M003。 严格按照仪器操作规范进行观测和数据采集, 每项观测仪器在安装前都经过了供应商严格的调试并校正,从而确保了观测数据的准确性。在加工生成数据表时,剔除了一些明显误差数据。
刘新圣, 罗天祥
本数据集包含祁连山东段3个气象站点(西营水库[XYSCZ],护林站[XYHLZ]和上池沟[XYSCG])2006-2010年间的气象观测数据,要素包括气温、降水、相对湿度、风速、主风向、总辐射和气压,时间分辨率为:天。 原始数据严格按照仪器操作规范进行观测和数据采集,精度满足国家气象局和世界气象组织(WMO)对气象观测数据的要求,每年2-3次由专业人员对观测系统进行维护,对传感器进行标定和更换,对采集的数据进行下载和整编。该数据是原始数据经过质量控制后形成时间连续序列,剔除曳点数据和传感器出现故障造成一些明显的系统误差数据。
高红山
本数据集包含从2005年10月1日到2016年12月31日,纳木错台站观测的气温、气压、相对湿度、风速、降水、总辐射等日值。 数据集加工方法为原始数据经过质量控制后形成连续的时间序列。满足国家气象局和世界气象组织(WMO)对气象观测原始数据的精度,剔除了曳点数据和传感器出现故障造成的系统误差。 该数据的服务对象为从事大气物理、大气环境、气候、冰川、冻土等学科科学研究和人才培养的专业人员。主要应用于冰川学、气候学和环境变化、寒区水文过程以及冻土学等学科领域。 测量参数的单位和精度如下: 空气温度,单位:℃,精度:0.1℃; 空气相对湿度,单位:%,精度:0.1%; 风速,单位:m/s,精度:0.1m/s; 风向,单位:°,精度:0.1°; 气压,单位:hPa,精度:0.1hPa; 降水,单位:mm,精度:0.1mm; 总辐射,单位:W/m2,精度:0.1W/m2。
汪远伟, 邬光剑
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