强降雨事件的降雨日变化特征对热带森林碳水循环的显著影响
编号:336
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更新:2025-03-27 15:32:16 浏览:10次
口头报告
摘要
随着全球气候变化加剧,极端降水事件的发生频率和强度显著增加,这对生态系统的碳水循环过程(如总初级生产力GPP、蒸散发ET等)带来了前所未有的挑战。过往研究表明降水量及其变率对生态系统的碳水循环过程具有重要影响,但是,目前的研究较少关注GPP和ET对降雨事件日变化特征的响应情况。考虑到陆地生态系统对高频率气象变量的高敏感性,本研究聚焦于“降雨事件的日变化特征是否、如何以及为什么会影响热带森林生态系统的碳水循环过程”展开了深入研究。
基于FLUXNET2015数据集中14个位于35°S-35°N的森林站点,我们研究了降水日变化特征对GPP和ET的影响。降水日变化特征通过四个指数来表征。首先,降水在一天中发生的时间用白天降水的比例(Frc)和降水极值时刻(hrpeak)来表征;其次,降水频率采用降水在一天24小时中发生的小时数(Freq)来表示;最后,本研究新引入了不排序的基尼系数(UGi),从降水时间和频率角度来表征降水在一天当中的分配不均匀性。
研究结果表明,降水日变化在强降雨事件时对热带森林的影响显著。在相同日总降水量的条件下,更多或更强的日间降水(更大的Frc或者Freq),尤其是发生在正午附近的降雨(hrpeak与正午时刻的间隔越短),会导致日总GPP和ET的显著减少。相反,更不平均分布且远离正午的降雨(更大的UGi)会导致日总GPP和ET的增加。这些影响随着日总降水量的增大而增强(除了Freq)。在强降雨事件时,GPP和ET对UGi的回归系数可以达到0.6,是Frc和hrpeak的两倍。从日内尺度而言,降雨发生时刻,太阳辐射、大气温度和水汽压亏缺会随之降低,从而导致该时刻附近的GPP和ET降低,日总GPP和ET就更小。在这些气象因子中,太阳辐射起到了最主要的作用。降雨日变化特征的改变会引起气象因子的变化,这些变化共同作用并对ET和GPP产生影响。
本研究结果发现了降雨日变化特征对于生态系统功能的影响作用与年际或年内变化特征同样重要,尤其对于强降雨事件而言。基于地球系统模式预测,未来极端天气的发生概率会不断增多,我们亟需在观测和模型研究方面更多地关注降雨日变化特征,以更好地理解和预测其对生态系统功能的潜在影响。
关键词
降雨日变化,热带森林,碳水循环,强降雨事件
稿件作者
杨梦淼
福建师范大学
柳竞先
多伦多大学、福建师范大学
王勇
清华大学
陈镜明
福建师范大学;多伦多大学
崔泽宇
清华大学
张瞻婕
清华大学
陈志雄
福建师范大学地理科学学院
程叙耕
福建师范大学
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