Abstract
The purpose of the research is to analyse and assess existing approaches in investigation of interconnections between climate and underlying surface. Land use/land cover (LULC) influences climate formation via physical and chemical properties (albedo, roughness, height, chemical composition etc.). Climate in its turn affects land cover by means of meteorological parameters (air temperature and humidity, precipitation, wind etc.) and causes both cyclic and irreversible changes in land cover. In addition, anthropogenic factors exacerbate surface-climate interactions through? for example, LULC change that usually causes an additional release of chemical compounds. The paper distinguishes three main directions of the “climate - LULC” interactions research that is conducted mainly with application of satellite monitoring products, observation dataset, geographic information systems (GIS) and numerical modelling. The first direction implies monitoring and research of cyclic changes and transformation of LULC influenced by natural and anthropogenic factors, using different GIS-based satellite and surface meteorological observation databases. Despite significant technical progress and great amount of studies conducted for detecting dynamics of LULC change for different time intervals, the problems of dealing with cloudiness and shadows from orographic and other objects still remain. The second direction investigates the influence of LULC change on the chemical composition in the atmospheric boundary layer and on the regional climate. Numerous researches were dedicated to the influence of different kinds of surface such as forests, grasslands, croplands, urban areas etc. on climate characteristics and also on fluxes, for example, CO2. The effect of midlatitude forests on climate remains to be one of the challenging and urgent issues. The third direction relates to LULC change modelling and regional climate modelling. For the last decade a spatial resolution of models was considerably increased and, as a result, representation of interaction between atmosphere and land improved. Online integrated numerical atmospheric models are found as the most promising ones. They include "meteorological parameters – atmospheric chemical composition" feedbacks and can consider LULC on global and regional scales. However, some issues still need improvement, namely radiative transfer, cloud microphysics, cloud-aerosol-precipitation interactions, as well as parametrizations of some types of land and their interaction with the atmospheric boundary layer.
Highlights
Ключові слова: зміна клімату; природокористування; підстильна поверхня; граничний шар атмосфери; кліматична модель; супутниковий моніторинг; антропогенна діяльність
Модель екосистем PnET-CN використовували для лісів помірної зони в районі Великих озер з урахуванням кліматичних проекцій для визначення впливу зміни клімату та довгоперіодичних змін потоків СО2 на їх продуктивність
The evolution of, and revolution in, land surface schemes designed for climate models
Summary
Основні зміни підстильної поверхні в останні десятиріччя зумовлені як антропогенною діяльністю людини, в основному через зміни природокористування, так і кліматичними змінами, що також можуть трансформувати тип покриву [7, 17, 18]. Використання даних наземних та супутникових спостережень, а також чисельного моделювання і методів історичної реконструкції (з XVI ст.) , представлених у [18, 19], показали значний вплив змін підстильної поверхні на регіональні кліматичні умови і потоки хімічних сполук у ГША. Для можливості вивчення та аналізу змін рослинного покриву, його впливу на клімат, вдосконалення існуючих моделей, а також створення програм щодо розробки стратегій із адаптації та пом’якшення антропогенного впливу на кліматичну систему, зібрана та розроблена база даних за період 2008-2012 рр. За допомогою відкритої бази даних різних супутників Google Earth Engine (GEE) проведено картування сільськогосподарських культур для тієї ж території [40], проте її можна використовувати для різноманітних задач. За нормалізованим вегетаційним індексом NDVI за даними супутників NOAA бази Global Inventory Monitoring and Modeling System (GIMMS) визначалася динаміка змін підстильної поверхні для України за період 1982-2013 рр. За допомогою знімків високої роздільної здатності з використанням даних Geo-Wiki створено гібридну карту сільськогосподарських і покинутих земель колишнього СРСР до 2010 року на основі статистичних даних та попередніх досліджень [42]
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
