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《高原气象》2020,(4)
湿地近地面水热交换对陆面过程乃至天气气候变化有着显著影响,准确量化湿地与大气间的水热交换通量具有重要意义。本文利用中国科学院西北生态环境与资源研究院若尔盖花湖湿地陆面过程与气候变化观测场(下称花湖观测场)2017年3月至2018年3月涡动相关系统的观测数据,各季节选取3个典型晴天,分析了若尔盖湿地近地面的感热通量和潜热通量日变化特征,并与鄂陵湖和玛曲草原的观测值进行对比,同时计算了湿地下垫面的能量闭合率。结果表明:若尔盖高寒湿地-大气间的水热交换过程存在着明显的日变化特征。感热通量和潜热通量的日变化过程都为单峰型,在14:00(北京时,下同)-15:00达到最大值,感热通量最大值可达101. 7 W·m-2。潜热通量最大值可达412. 6 W·m-2。寒冷干燥季节的感热通量日平均值比温暖湿润季节大18. 0%;而温暖潮湿季节潜热通量日平均值比寒冷干燥季节高68. 7%。本文还将湿地水热交换过程与玛曲草原以及鄂陵湖湖面的观测数据进行了对比发现:夏季,若尔盖湿地近地面与鄂陵湖湖面向大气输送的感热和潜热总量相当,但湿地日变化幅度远大于湖面,通常为湖面的4～7倍。玛曲草原夏季感热通量日变幅约为若尔盖湿地的1. 5倍,而湿地夏季潜热通量总量约为草原的1. 2倍。在地表向上的通量中,能量不平衡所占的比例:春季27. 7%,夏季22. 7%,秋季15. 7%,冬季19. 4%。湿地全年主要以潜热的形式向大气输送能量,夏季潜热通量占有效能量的比例可达58. 0%。 相似文献
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水平非均匀对流边界层热量平衡和平流输送作用的大涡模拟 总被引：3，自引：2，他引：3
采用大涡模拟所获的数据结果，分析地面热通量沿平均风方向存在 突变的条件下对流边界层的热量平衡和平流输送作用。分析表明边界层内模拟所得结果 可以很好地满足热量平衡关系。除地面热通量项以外，平流项（包括水平平流和垂直平 流）对边界层加热率的作用可达地面热通量不均匀性差值的大小，是影响边界层内热量 平衡的最重要因子，平均速度散度项对热量平衡的作用也不可忽略，但湍流通量散度项 的作用则很小。 相似文献
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利用"内蒙古微气象观测蒸发试验"的数据,估算了我国西北干旱区典型均匀裸土下垫面条件下的空气热储存和垂直平流输送,并分析了空气热储存项和垂直平流输送项对干旱区地表能量不闭合的影响。研究发现:由于干旱区温度梯度大,热力抬升作用较强,即使在均匀下垫面条件下也存在可观的垂直平流输送。在地表能量平衡方程中引入空气热储存项和垂直平流输送项之后,二者对能量不闭合的平均补偿分别达到1.0 W/m2和7.1 W/m2,闭合度分别提高2%和14%,地表能量不平衡残差平均值由26.4 W/m2减小到18.2 W/m2,地表能量闭合度由82%提升到98%,干旱区地表能量平衡有明显改善。 相似文献
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若尔盖气候变化及其对湿地退化的影响 总被引：10，自引：0，他引：10
若尔盖高原沼泽湿地地处黄河上游,属江河源区,其生态作用对黄河的安危有直接影响,近年来退化严重。本文利用若尔盖高原湿地周边4个气象站1971—2000年逐月平均气温和降水量资料,分析了年和四季的气候特征及气候变化趋势,并对气候突变进行了检验。结果表明:近30年来若尔盖湿地表现出气温升高、降水量减少、蒸发量增大的暖干化趋势,并且在20世纪90年代后期变化趋势更加明显。这种气候变化趋势使得若尔盖高原湿地的地表水资源减少,湿地萎缩,加速了草地退化和沙化。在气候暖干化的背景下,人类活动又加剧了若尔盖高原沼泽湿地萎缩及退化趋势。 相似文献
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GAME/Tibet实验中感热通量计算方法的讨论 总被引：5，自引：2，他引：5
回顾了前人对感热通量的分析研究，详细分析了计算感热通量公式的推导过程。结合GAME／Tibet那曲近地面通量观测站1998年6月6日到9月13日的观测资料验证了近地面层逆梯度热输送现象的存在；并比较了两种不同计算感热通量的方法。同时，对简化生物圈模式(SiB2)计算感热通量方案进行了分析。主要结论有：(1)由于用涡旋相关法测量得到的总体感热通量本身已经包含了非局地热(冷)泡运动的影响，所以在非均匀下垫面上，传统的闭合方案必然会“遭遇”能量不平衡。这里，非均匀下垫面可能是导致能量不平衡的关键所在。(2)在今后的有关热通量研究中，有必要仔细研究非局地热(冷)泡运动对热通量的贡献，而为了更好地理解这种贡献，应用陆面过程模式研窑能量平衡是必需的。 相似文献
6.
《干旱气象》2016,(3)
利用"古浪非均匀近地层观测试验"数据,分析地表热通量不同算法对地表能量不闭合的影响,估算中国西北干旱区农田下垫面的植被光合作用、空气热储存、生物量储热和垂直平流输送,并且分析其对干旱区农田下垫面夏季地表能量不平衡的补偿。结果表明:干旱区农田植被光合作用平均日变化最大值达9.9 W·m~(-2),空气热储存平均日变化最大值达10.6 W·m~(-2),生物量储热平均日变化最大值达32.4 W·m~(-2),垂直平流输送平均日变化最大值达22.9 W·m~(-2);各补偿项对地表能量闭合度分别提高2%、1%、2%和6%;在能量平衡方程中引入这4项后地表能量平衡闭合度由79%提升到90%。植被光合作用、空气热储存、生物量储热和垂直平流输送对干旱区农田地表能量不闭合有明显改善。 相似文献
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地气通量中存贮和平流项计算方案的探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
从物质收支方程出发,推导了一个包含物质存贮、水平平流输送、垂直对流输送以及传统的涡度相关项的地气通量计算方程。平流项本质上是地表非均匀性的结果,不同下垫面的感热和潜热通量也不同,将会产生中尺度环流,使得辐合辐散过程得以维持,从而将体元内的物质输送到体元以外,因此可以通过计算水汽和感热的存贮,间接求出物质的水平平流输送。量纲分析和实际的资料应用都表明,存贮和平流的通量贡献是非常小的。尤其是在均匀下垫面下,方程中的存贮和平流项的通量贡献可以忽略,因此估算地气通量时仅需考虑涡度相关项和Webb修正项即可。而在非均匀下垫面下,在1 d以上的时间尺度上,为方便计算,可以忽略存贮和平流的通量贡献;而在小时这样的时间尺度上,从物质能量收支守恒的角度考虑,估算地气通量需要包括存贮和平流的通量贡献。 相似文献
8.
介绍了“扰动热力切变平流参数”的概念,并基于此概念及波流相互作用的理论,对登陆台风“凤凰”2008年7月27日00:00－31日00:00(世界时)的暴雨过程进行了诊断分析.通过采用ARPS模式的资料,对波作用密度M和波作用通量散度▽·F进行计算,分析其与6h累积地面降水的关系.结果表明,波作用密度的异常值区始终覆盖观测雨区,二者在水平分布和时间演变趋势上比较相似,该波作用密度能够比较准确地综合表征强降水系统典型的动力场和热力场扰动的垂直结构,因而与降水系统的发生演变密切相关,其正高值区与观测的6h累积地面降水具有良好的对应关系.同时对波作用通量散度▽·F的分析表明,在登陆台风引发的暴雨过程中,非地转风位涡扰动和一阶扰动平流与动力场和热力场扰动梯度耦合项是影响扰动热力切变平流异常变化的主要强迫项.进一步分析表明扰动与基本态的交换主要是扰动热量平流交换,而扰动动量平流交换非常弱. 相似文献
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HEIFE非均匀陆面上区域能量平衡研究 总被引：8，自引：1，他引：7
卫星遥感在研究非均匀陆面上地－气间能量和水循环过程时有其独到的作用。本文介绍了一种利用陆地资源卫星ＴＭ资料进行非均匀陆面上区域能量平衡研究的参数化方案。以两个景的ＴＭ资料（１９９１年７月９日,夏季;１９９１年１０月２９日,近冬季）为个例,结合“黑河实验”（ＨＥＩＦＥ）期间的地面观测资料分析研究了实验区非均匀陆面上地表特征参数（地表反射率、标准化差值植被指数和地表温度）及能量平衡各分量（地表净辐射通量、土壤热通量、感热和潜热通量）的区域分布及季节差异,同时将所得的结果与地面观测的“真值”作了比较。结果表明：（１）由于黑河实验区下垫面状况十分复杂,戈壁、沙漠与绿洲交错分布,故在整个实验区内各地表特征参数及能量平衡各分量的分布范围亦比较宽;（２）地表特征参数及能量平衡各分量在实验区的绿洲、戈壁及沙漠上各有其特定的代表值;（３）地表能量平衡各分量的区域平均值在整个实验区内基本平衡;（４）夏季与近冬季的地表特征参数及能量平衡各分量的分布特征存在着显著差异。所得的这些结果与地面观测的“真值”和局地研究的结论基本一致。这些分析对非均匀下垫面中尺度模式陆面过程参数化方案的建立以及模式预报效果的检验都具有不可缺少的重要意义。 相似文献
10.
南方两次降雪过程的降水相态模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用常规地面观测资料、NCEP GFS分析资料、卫星及多普勒雷达资料和中尺度数值模式WRF,通过对比分析寒潮型暴雪和冷暖空气对峙型(下称对峙型)雨雪两类天气过程的大气环流形势、温湿廓线和对流层中低层风场特征,发现温度平流的强度和高度层次是两类雨雪天气过程的最大差异.东部沿海地区的低层风向可以用来判定冷空气的强度和爆发时间.从热量的收支来看,温度垂直廓线的主要影响因子是温度的水平平流和非绝热过程.逆温层的出现主要是温度水平平流项的贡献;强降水期间,非绝热加热与温度水平平流的增温效果相当.对峙型降雪的平流降温明显小于寒潮型降雪,对峙型降雪的中低层更多的是暖平流.950 hPa混合降水凝结比可作为降水相态的预报因子,混合降水凝结比接近100％,雪混合比＞0.2 g·kg-1,地面降雪;凝结比在95％～100％之间为降水类型过渡区,结合非绝热降温幅度和地面温度,可以用来判定过渡区的降水类型;凝结比＜90％,地面温度在0℃以上,类型为降雨. 相似文献
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利用中国东北地区三个典型城市（哈尔滨、长春和沈阳）1961—2019年的气温、相对湿度等气象资料和TRNSYS软件模拟的能耗资料,分析了气候变化对东北地区办公建筑设计气象参数的影响,研究了气候变化对办公建筑能耗的影响及其影响因子。结果表明：与1961—1990年相比,近30 a（1991—2019年）东北地区三个城市的办公建筑室外设计计算参数,即供暖室外计算温度、冬季空调室外计算温度和夏季空调室外计算温度均有所升高,且夏季空调室外计算温度升幅低于其他两个设计参数,三个城市供暖室外计算温度分别升高了2.1℃、1.7℃和0.2℃;1961—2017年三个城市办公建筑冬季供暖能耗均呈减少趋势,夏季制冷能耗均呈增加趋势,年总能耗呈减少趋势;哈尔滨和长春的变化速率大于沈阳,三个城市的办公建筑年总能耗减少速率分别为5.02 MJ·m-2/10 a、6.15 MJ·m-2/10 a和1.99 MJ·m-2/10 a。气温是影响东北地区城市办公建筑能耗的主要气象因子,分别可以解释三个城市冬季供暖能耗95%、96%和93%的变化和夏季制冷能耗72%、71%和72%的变化;气温每升高1℃,三个城市的冬季采暖能耗将分别减少20.6 MJ·m-2、21 MJ·m-2和18.9 MJ·m-2,夏季制冷能耗将分别增加15.1 MJ·m-2、16.1 MJ·m-2和18.8 MJ·m-2,年总能耗将分别减少5.5 MJ·m-2、4.9 MJ·m-2和0.1 MJ·m-2。 相似文献
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WANG Runyuan ZHANG Qiang ZHAO Hong WANG Heling WANG Chunling 《Acta Meteorologica Sinica》2012,26(2):250-259
The heat storage terms over an ideal(non-vegetated) horizontal desert surface may be very important and easily neglected in surface energy balance studies.In this paper,based on a field experiment over the Gobi Desert in the middle part of the Hexi Corridor in Northwest China(39 05 N,100 16 E;1457-m elevation),we studied the energy budget closure and evaluated the contribution of the heat storage terms to the closure of the surface energy balance.There were imbalances of 8% and 15% in summer and winter,respectively,if the heat storage terms were not taken into account.For both seasons,a nearly perfect result of the surface energy closure(99%) was obtained by inclusion of the estimates of heat storage terms.The soil heat storage term improved the surface energy imbalance by about 6% in summer and 13% in winter,and the air enthalpy storage term improved it by about 0.6% in summer and 1% in winter,while the contribution of the atmospheric moisture changes could be ignored. 相似文献
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利用2012年11月11日至2013年1月20日上海秋冬季涡动相关通量观测资料,对比分析地表能量平衡和CO2通量在不同天气条件下的日变化特征。结果表明：2012-2013年上海晴天和多云天气条件下,最大能量通量为储热项,其次为感热项;用于蒸发的潜热通量项最小,低于50 w·m-2。储热项日峰值出现在11时,出现时间早于净辐射通量,而在日落前转为负值。感热项日变化曲线并不以12时为中心呈对称分布,日落后感热项仍为明显正值。中午至日落时波文比值为3以上。感热通量受风向影响最大,在主导风向为西北风时,感热通量日峰值从其他风向的175 w·m-2左右减小至120 w·m-2左右。霾和云对短波辐射均表现为衰减作用,云的衰减作用明显大于霾。云使地表向上长波辐射和净长波辐射明显减少,而使大气逆辐射增加。晴天条件下,全天表现为CO2排放源,且日变化呈双峰型,两个峰值出现时间正好对应上下班高峰时段,傍晚峰值大于早上峰值。 相似文献
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G. Pigeon A. Lemonsu C. S. B. Grimmond P. Durand O. Thouron V. Masson 《Boundary-Layer Meteorology》2007,124(2):269-290
This study quantifies the processes that take place in the layer between the mean building height and the measurement level
of an energy balance micrometeorological tower located in the dense old core of a coastal European city. The contributions
of storage, vertical advection, horizontal advection and radiative divergence for heat are evaluated with the available measurements
and with a three-dimensional, high-resolution meteorological simulation that had been evaluated against observations. The
study focused on a summer period characterized by sea-breeze flows that affect the city. In this specific configuration, it
appears that the horizontal advection is the dominant term. During the afternoon when the sea breeze is well established,
correction of the sensible heat flux with horizontal heat advection increases the measured sensible heat flux up to 100 W m−2. For latent heat flux, the horizontal moisture advection converted to equivalent latent heat flux suggests a decrease of
50 W m−2. The simulation reproduces well the temporal evolution and magnitude of these terms. 相似文献
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SHINJIRO OHKUBO YOSHIKO KOSUGI SATORU TAKANASHI NAOKO MATSUO MAKOTO TANI ABDUL RAHIM NIK 《Tellus. Series B, Chemical and physical meteorology》2008,60(4):569-582
Ambient CO2 concentration, air temperature and relative humidity were measured intermittently for a 3-year period from the floor to the canopy top of a tropical rainforest in Pasoh, Peninsular Malaysia. Mean diurnal CO2 storage flux ( S c ; μmol m−2 s−1 ) and sensible and latent heat storage fluxes ( Q a and Q w ; W m−2 ) ranged from −12.7 to 3.2 μmol m−2 s−1 , −15 to 27 W m−2 and −10 to 20 W m−2 , respectively. Small differences in diurnal changes were observed in S c and Q a between the driest and wettest periods. Compared with the ranges of mean diurnal CO2 eddy flux (−14.7 to 4.9 μmol m−2 s−1 ), sensible eddy flux (−12 to 169 W m−2 ) and latent eddy flux (0 to 250 W m−2 ), the contribution of CO2 storage flux was especially large. Comparison with summertime data from a temperate Japanese cypress forest suggested a higher contribution of S c in the tropical rainforest, probably mainly due to the difference in nighttime friction velocity at the sites. On the other hand, differences in Q a and Q w were smaller than the difference in S c , probably because of the smaller nighttime sinks/sources of heat and water vapour. 相似文献
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Comparative Study on Methods for Computing Soil Heat Storage and Energy Balance in Arid and Semi-Arid Areas 总被引：1，自引：0，他引：1 
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下载免费PDF全文 Observations collected in the Badan Jaran desert hinterland and edge during 19-23 August 2009 and in the Jinta Oasis during 12-16 June 2005 are used to assess three methods for calculating the heat storage of the5-20-cm soil layer.The methods evaluated include the harmonic method,the conduction-convection method,and the temperature integral method.Soil heat storage calculated using the harmonic method provides the closest match with measured values.The conduction-convection method underestimates nighttime soil heat storage.The temperature integral method best captures fluctuations in soil heat storage on sub-diurnal timescales,but overestimates the amplitude and peak values of the diurnal cycle.The relative performance of each method varies with the underlying land surface.The land surface energy balance is evaluated using observations of soil heat flux at 5-cm depth and estimates of ground heat flux adjusted to account for soil heat storage.The energy balance closure rate increases and energy balance is improved when the ground heat flux is adjusted to account for soil heat storage.The results achieved using the harmonic and temperature integral methods are superior to those achieved using the conduction-convection method. 相似文献
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Ultrasonic wind measurements, sonic temperature and air temperature data at two heights in the advection experiment MORE II
were used to establish a complete budget of sensible heat including vertical advection, horizontal advection and horizontal
turbulent flux divergence. MORE II took place at the long-term Carbo-Europe IP site in Tharandt, Germany. During the growing
period of 2003 three additional towers were established to measure all relevant parameters for an estimation of advective
fluxes, primarily of CO2. Additionally, in relation to other advection experiments, a calculation of the horizontal turbulent flux divergence is proposed
and the relation of this flux to atmospheric stability and friction velocity is discussed. In order to obtain a complete budget,
different scaling heights for horizontal advection and horizontal turbulent flux divergence are tested. It is shown that neglecting
advective fluxes may lead to incorrect results. If advective fluxes are taken into account, the sensible heat budget based
upon vertical turbulent flux and storage change only, is reduced by approximately 30%. Additional consideration of horizontal
turbulent flux divergence would in turn add 5–10% to this sum (i.e., the sum of vertical turbulent flux plus storage change
plus horizontal and vertical advection). In comparison with available energy horizontal advection is important at night whilst
horizontal turbulent flux divergence is rather insignificant. Obviously, advective fluxes typically improve poor nighttime
energy budget closure and might change ecosystem respiration fluxes considerably. 相似文献