[发明专利]一种简单的全球气候分区方法

说明书

本发明涉及一种简单的全球气候分区方法，该方法对波文比计算公式进行修正，通过地表通量因子，将全球不同气候带的划分为五种气候区分别为极寒带（EC）(对应波文比−∞to 0,extremely cold region),极湿带（EW）(0–0.5;extremely wet region),半湿带（SW）(0.5–2.0;semi‑wet region),半干带（SA）(2.0–10;semi‑arid region),和极干带（EA）(10 to+∞;extremely arid region)。本发明与传统的Köppen气候分区相比较，更加准确反映不同下垫面不同季节的分区，同时可方便的计算不同气候带之间的演替过程，便于开展全球气候变化研究。

技术领域

本发明涉及一种适用于全球的气候系统分区方法，该方法利用单一的表征地表通量因子，即显热通量与潜热通量的比值，实现全球不同气候带快速分区。

背景技术

气候分区是依据一定的指标将气候大致相同的地方划为一区。在气候学分析时，采用更为简单的方法，一般仅考虑多个变量（降水、气温、蒸发比和植被覆盖度等）的方法进行分区。这类方法由于受不同因子的影响，受地形地貌、下垫面类型以及观测数值的不足，会造成部分地区分区存在很大不确定性，仅适用于一类气候带，无法在全球陆地运用。目前的气候分区大多基于经典的Köppen气候分区法，即使用地表气温和降水两个大气变量进行分区，实际所用具体变量包括气温降水的均值，概率分布以及极值等，这种以温度和降水进行气候分区的方法，在实际应用中由于观测数据的稀疏性，无法在全球展开观测，具有局限性，温度和降水两大变量在实际气候分区中使用并不方便。如何解决在气候分区多指数的影响，如降水、气温蒸发比和植被覆盖度等。

目前常用的气候分区基于经典的Köppen气候分区法，即采用气温和降水两个因子为基础，根据应用目标不同，增加其他自然因子为辅的方法来定义。波文比方法是利用感热通量与伴随发生的潜热通量的比值表征地表大气湍流通量的方法。其中感热通量（Sensible Heat Flux，Hs）也称之为做显热通量，指的是由温度变化而引起的大气与下垫面之间发生的湍流形式的热交换通量；潜热通量（Latent Heat Flux，lE）为温度不变条件下单位面积的热量交换，自然界潜热通量的主要形式为水的相变，亦可定义为下垫面与大气之间水分的热交换，潜热通量包括地面蒸发（裸地覆盖）或植被蒸腾、蒸发（植被覆盖）的能量，又称蒸散（Evapotranspiration），与下垫面表面温度、下垫面饱和水汽压、参考高度空气水汽压、空气动力学阻抗、下垫面表面阻抗等有关。

由于波文比的测算只需测量温、湿梯度2个参数，极大简化了测算过程，被广泛应用到复杂全球复杂下垫面能量测定中，主要反映在方法简单、精度较高等2个方面。利用波文比定义，通过地表通量来定义新的气候带。气候带不仅简化了原有多因子分区带来的不确定性，同时更能确切的反映地表真实冷热、干湿状态，从而在表征地表因子方面具有较强的优势。

发明内容

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种简单的全球气候分区方法，利用改进的波文比计算公式：（式中：为感热通量，为潜热通量，表示采用的符号，BRm为波文比范围）。该方法可实现将全球气候带分为五种基本气候区，五种气候区分别为极寒带（EC） (对应波文比−∞to 0, extremely cold region), 极湿带（EW） (0–0.5; extremely wet region), 半湿带（SW） (0.5–2.0;semi-wet region), 半干带（SA）(2.0–10;semi-arid region),和 极干带（EA） (10 to +∞; extremely arid region) ；该方法可在五种基本分区的基础上，进一步划分子区域，从而实现全球气候带的划分。

本发明的优点和产生的有益效果：