【研究进展】苏泳娴副研究员团队在国际著名期刊《Environment International》上发表全球森林降温重要研究成果

近日,广州地理研究所苏泳娴副研究员联合中山大学大气科学学院陈修治副教授等在国际环境健康顶级期刊《Environment International》(IF2018=7.94,环境科学排名4 /192)上发表题为“Quantifying the biophysical effects of forests on local air temperature using a novel three-layered land surface energy balance model”的研究论文。
  森林作为陆地生态系统的主要地表类型(占陆地系统的1/3),其对气候的作用大到影响全球气候变暖,小到影响人居环境健康,不仅是科学界的研究热点,也是全社会普遍关注的问题。受技术手段的影响,大尺度上很多科学研究混淆使用了遥感观测的地温、模型模拟的近地表气温等温度指标,忽略了其与站点观测气温的实质性差异,错误解读了“气候变暖”的本质含义——气温升高。
  该研究突破了传统的单层森林能量平衡模型,重点考虑林下空气层对热传输的影响,通过拆分林下能量垂直传输过程,创新性构建了能够快速精确模拟林下气温的3层能量传输模型——“林冠层-林内气温层-林下土壤层”CAS模型,与全球10个城市23个站点的森林气温监测数据进行验证比较,该模型精度达0.98,均方根误差为0.98°C。
  基于此模型,团队进一步系统评估了全球森林降增温的季节动态和空间格局。研究发现,高纬度森林夏季降温和冬季增温显著,低纬度热带森林以降温为主、季节动态不显著。本底气温和林冠温度是影响森林降增温的两个重要环境因子,太阳高度角和林冠物候变化则主要控制着森林降增温的季节波动。研究还指出,错误使用温度指标很可能会导致高估森林气温,得到错误的评估结果,进而得出截然相反的研究结论。
  该“林冠层-林内气温层-林下土壤层”CAS模型弥补了有关全球森林气温模拟研究方面的空白,为全面准确评估全球森林内部小气候提供了新的方法。

 

                

                           

图1 CAS模型概念图

 

 

图2 模型模拟精度验证图

 

 

 

图3 不同季节全球森林增降温空间格局图

 

论文详情:
  Su Yongxian, Liu Liyang, Wu Jianping, Chen Xiuzhi*, Shang Jiali, Ciais Philippe, Zhou Guoyi, Lafortezza Raffaele, Wang Yingping, Yuan Wenping, Wang Yilong, Zhang Hongou, Huang Guangqing, Huang Ningsheng. (2019). Quantifying the biophysical effects of forests on local air temperature using a novel three-layered land surface energy balance model. Environment International, 132, 105080. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105080

 


  



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