大氣模式之地表水氣交換參數化之研究

莊秉潔 汪鳳如

中興大學環境工程研究所
中央氣象局資訊中心

(中華民國八十二年六月十五日收稿；中華民國八十二年八月二十日定稿)

摘要

　　地表過程的參數化方案，會影響大氣模式的中長期預報及氣候之模擬。本研究所發展之參數架構，其機制包含了：一、地表溫度之計算，二、水氣的交換，以及三、水在泥土中流動等三個部分。在地溫計算上，我們使用三層之土壤，並設定地表層土壤厚為0.885λ，以求得合理之日夜溫差；而地表與大氣之水氣交換，我們則選用Holtan et al.（1975）為美國Agricultural Research Service所發展的植物蒸散的計算公式，這公式考慮了植物的生長係數，植物蒸散與蒸發皿蒸發的比值，以及水份在不同泥土之蒸發能力；而水在泥土中的流動，則以Darcy’s Law模擬未飽和層的地下水流動，並考慮虹吸作用。
　　在參數的測試上，比較不同泥土及表面覆蓋物的組合。測試結果顯示，當泥土由溼變乾時，其溫度及各能量比例急劇變化。在七月時，沙質（sand）構成之沙漠其由飽和溼泥土變成乾燥只需數小時；但如果沙土上有植物生長則需12天以上，對於其它透水性較差之土壤如黏土覆蓋著植物則超過30天。除此之外發現不同土壤與地貌之組合，其對大氣混合層高之發展，可感熱與潛熱之分配皆呈現不同之結構。

關鍵詞：植物與大氣之交互作用、蒸散、地溫、土壤