本書從冰凍圈分量模式與氣候系統的關系入手，介紹了國際上包括積雪、凍土、海冰、冰川冰蓋等模式的發展經歷以及我國近些年在冰凍圈模式方面取得的一些成果和進展；結合冰凍圈觀測介紹了過去幾十年全球冰凍圈變化事實，并在此基礎上利用全球和區域模式的結果分析評估了模式對冰凍圈要素的模擬能力和改進？展望了未來冰凍圈分量模式的未來發展趨勢。
目錄
總序一
總序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 冰凍圈現狀 3
1.2 全球氣候模式 9
1.3 全球氣候變化和冰凍圈 12
第2章 氣候模式冰凍圈分量模擬存在的問題 14
2.1 氣候模式極地海冰模擬能力評估 14
2.2 氣候模式歐亞大陸積雪的模擬評估 19
2.3 氣候模式青藏高原上凍土的模擬評估 26
第3章 氣候模式中的積雪參數化 32
3.1 積雪參數化簡介 33
3.2 積雪模式參數化的發展 34
3.2.1 積雪模型的發展和分類 34
3.2.2 積雪模型的參數化方案：SAST和SNOW17 35
3.2.3 陸面模式中的積雪參數化方案 47
3.3 積雪模式參數化的最新進展 54
3.3.1 WEB-DHM水文模型中的三層積雪模塊 54
3.3.2 WEB-DHM水文模型中三層積雪模塊與凍土模塊的耦合 55
第4章 氣候模式中的凍土參數化 60
4.1 凍土觀測試驗 60
4.1.1 國際觀測計劃 61
4.1.2 我國觀測現狀 62
4.2 凍土模型研究現狀 63
4.2.1 經驗-統計關系凍土模型 63
4.2.2 基于物理過程的凍土模型 64
4.2.3 考慮凍融過程的陸面過程模型 65
4.2.4 最新研究進展 66
4.3 青藏高原凍融過程分析與參數化方案改進 68
4.3.1 凍融過程特點 68
4.3.2 凍融參數化方案的改進 71
第5章 氣候模式中的海冰模式及其參數化 80
5.1 氣候系統中海冰模式 80
5.1.1 海冰模式的發展簡介 80
5.1.2 CMIP模式中采用的海冰模式 82
5.1.3 國內極區海冰模式的發展 85
5.2 海冰模式的主要物理框架 86
5.2.1 海冰冰厚分布函數 86
5.2.2 海冰動力學模型 87
5.2.3 海冰熱力學模型 89
5.3 海冰物理過程參數化 90
5.3.1 海冰反照率參數化 91
5.3.2 冰上積雪參數化 92
5.3.3 海洋熱通量參數化 93
5.3.4 側向融化參數化 94
5.3.5 融池水量分配參數化 95
5.3.6 冰面冰底拖曳力參數化 98
第6章 氣候模式中的陸地冰川參數化 101
6.1 冰川動力數值模式的發展簡介 101
6.2 主要的冰川動力數值模式的建立及模擬 103
6.2.1 冰川模型的一般形式 103
6.2.2 模型的簡化 105
6.3 一個山地冰川新模型的設想 111
第7章 區域模式對南北極冰凍圈的模擬 113
7.1 區域模式針對南極氣候特征的改進 113
7.1.1 區域氣候模式對南極表面能量平衡的模擬 117
7.1.2 區域氣候模式對南極表面物質平衡的模擬 118
7.2 區域模式對北極地區的模擬 121
7.2.1 區域模式和復雜熱力學海冰模式的耦合 122
7.2.2 海冰厚度給定方法對模擬的影響 125
第8章 全球和區域模式在青藏高原的降水模擬 128
8.1 全球模式和區域模式對青藏高原夏季降水氣候態的模擬 128
8.2 全球模式和區域模式對青藏高原夏季降水變化趨勢的模擬 135
第9章 冰凍圈分量模式的未來發展趨勢 140
9.1 積雪 140
9.2 凍土 141
9.3 海冰 142
9.4 冰川冰蓋 145
參考文獻 148
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