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青藏高原北部五道梁地表热量平衡方程中各分量特征 总被引：4，自引：0，他引：4
利用青藏高原北部五道梁地区实测的太阳辐射及气象资料,计算分析了高原北部地面热量平衡方程中各分量特征,定义了一个无量纲参量土壤热平衡系数k。结果显示:五道梁地区地表净辐射及地面加热场强度表现为夏季大,冬季小,地表净辐射累年平均通量为65.5 W/m2;土壤热通量自1997年来有增大的趋势;土壤热平衡系数有增大的趋势,平均值为1.17;感热及潜热是地面热平衡方程中的大项,其中感热居首位,潜热居其次;暖季感热、潜热以相反的趋势变化,Bowen比β值有下降的趋势。 相似文献
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青藏高原西部的地面热源强度及地面热量平衡 总被引：23，自引：6，他引：17
以1997年11月至1998年10月青藏高原西部改则和狮泉河地区自动气象站(AWS)连续观测的近地层梯度资料,采用廓线-通量法计算出观测期逐日的总体输送系数,进而用总体公式得出两站逐日的地面感热和潜热通量。结果表明:在此观测期内青藏高原西部不论冬夏地面皆为热源,地面热源强度具有明显的季节变化,两站地面热源强度的年平均值分别为82.5W/m2和68.2W/m2。结合辐射和土壤热通量观测资料揭示了两站的地面热量平衡状况,用地面热量平衡方程对以上结果进行了闭合误差检验。 相似文献
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利用2009-2011年塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站测得的土壤热通量数据,分析了塔克拉玛干沙漠腹地土壤热通量在不同天气条件下的变化特征。结果表明：（1）塔克拉玛干沙漠腹地1 cm处土壤热通量年平均值为1.9 W·m-2,5、20、40 cm处分别为1.0、0.4、0.4 W·m-2;1 cm处土壤热通量年最大值为334.1 W·m2,年最小值为-184.2 W·m-2;土壤热通量基本表现为夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季。（2）各土层土壤热通量具有明显的日变化特征。随着土壤深度的加大,土壤热通量的日变化幅度明显减小,最大值出现的时间有一定的滞后性。土壤热通量5 cm出现最大值的时间比1 cm处延迟3 h,延迟速率为0.75 h·cm-1,20 cm比5 cm出现最大值的时间晚2 h,延迟速率约为0.13 h·cm-1。（3）不同天气情况下的土壤热通量日变化特征有一定的差异,晴天较为规则,阴天、雨天、沙尘天则较不规则,且1 cm处土壤热通量受天气影响最显著。晴天1 cm处土壤热通量平均值为9.0 W·m-2;阴天、雨天、沙尘天1 cm处土壤热通量值平均值分别为5.1、-6.1、-1.9 W·m-2。 相似文献
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湿地是陆地生态系统的重要组成部分,在陆地碳库和固碳中具有重要作用。全球湿地碳库的稳定对减少土地利用变化引起的温室气体释放及减缓气候变化具有重要意义。以升金湖国家级自然保护区的典型滩地为研究对象,采用静态箱—气相色谱法对土壤CO2释放通量进行观测和测定,并进一步分析土壤有机碳库的分布,探讨了滩地土壤呼吸动态和碳库稳定性。研究结果表明,升金湖0～20 cm滩地土壤有机碳含量为11.47～22.25 g/kg,有机碳密度为3.78～4.58 kg/m2,平均有机碳密度为4.11 kg/m2,土壤CO2-C释放通量为111.7～499.5mg/（m2.h）;滩地土壤有机碳密度和CO2-C释放通量高于周边地区的水稻土土壤,且其有机碳稳定系数偏低,这表明升金湖滩地土壤有机碳库自身具有较高的稳定性,这是滩地土壤有机碳保持的一种机制,在气候变暖背景下,滩地土壤有机碳库的脆弱性将增加。 相似文献
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土壤热通量是地表能量平衡的重要分量,研究其变化特征对理解能量平衡过程具有十分重要的意义。利用中国科学院阿拉善荒漠生态水文试验研究站实际观测数据,分析了额济纳绿洲在不同天气条件（晴天和阴天）和时间尺度下地表土壤热通量变化特征,并采用强迫恢复法对地表土壤热通量进行了估算。结果表明：（1）晴天地表土壤热通量的日总量、平均值、最大值和振幅等都明显大于阴天。（2）在观测期内,地表土壤热通量总体呈先升高后降低的趋势,最大值出现在7月中旬,最小值出现在10月初,二者之间的日均值相差超过了900 W·m-2。（3）不论晴天还是阴天,净辐射较地表土壤热通量在早晨和晚间都是先达到零值,且净辐射在正午前后先达到峰值。（4）对地表土壤热通量取绝对值可以看出,无论昼夜,均是晴天大于阴天。（5）一天内地表土壤热通量占净辐射的比例随着时间递减。（6）基于强迫恢复法估算的额济纳绿洲地表土壤热通量与实测值具有较好的一致性,可用于地表土壤热通量模拟。 相似文献
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运用涡度相关法开路系统对塔克拉玛干沙漠腹地人工灌溉绿地生长季地表能量交换特征以及与环境因子的关系进行测定分析。结果表明：在典型晴天条件下,无论是沙漠区还是沙漠腹地灌溉绿地,白天感热通量在净辐射通量的分配中所占的份额最大,潜热交换仅占很小的比例,人工绿地感热通量和潜热通量的峰值为230.54 W/m2和88.5 W/m2,沙漠区为220 W/m2和17.55 W/m2,沙漠腹地人工灌溉造林后潜热交换明显增加。沙漠腹地造林后,绿地波文比日变幅和日均波文比均减小,绿地日均波文比为沙漠区的15%,人工绿地的营建促使了局地气候的改变。绿地地表能量交换受气象因子和下垫面条件的影响和制约,按相关系数的高低,环境因子对感热、潜热通量的影响依次为：Rn>△Ta>△TS>v>TS,沙漠区人工造林后地表能量交换与多个环境因子有着密切的关系。这些研究结果将加深我们对沙漠地区人工灌溉造林地近地层能量交换的认识。 相似文献
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以祁连山北麓中段青海云杉林为研究对象,利用5套土壤温湿度自动监测系统对海拔2 500~3 300 m的青海云杉连续监测3 a,旨在探讨青海云杉林土壤水热的变化特征及土壤水热间的互作效应。结果表明：（1）7：00~19：00,土壤温度整体上呈升高趋势,8：00土壤均温最低,为1.03 ℃,18：00土壤均温最高,为1.32 ℃;土壤湿度的变化幅度较小,且差异不显著（P>0.05）。（2）冷期（1~4月、11~12月）、暖期（5~10月）,各占全年的50%;8月前随月份增大土壤温湿度增大,月份增大1月,土壤均温增大2.21 ℃,湿度增大0.021 m3·m-3,8月后随月份增大逐渐减小,月份增大1月,土壤均温减小3.12 ℃,湿度减小0.017 m3·m-3。（3）土壤温度与海拔之间有负相关关系（R2=0.81,P<0.05）;土壤湿度与海拔之间存在二项式相关关系（R2=0.95,P <0.05）。（4）土壤温度与土层深度间呈负相关关系（P <0.05）,而土壤湿度与土层深度呈线性正相关关系（P <0.05）,土层每增加一层,土壤均温减小0.142 ℃,度约增加0.009 m3·m-3。（5）青海云杉林土壤温度和湿度间呈显著线性负相关关系（P <0.05）。 相似文献
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1990-2010年中国土地覆被变化引起反照率改变的辐射强迫 总被引：2，自引：0，他引：2
土地覆被变化通过改变地表反照率而影响地表辐射收支与能量平衡,从而对区域和全球气候产生影响。本文利用高时空分辨率遥感数据分析1990-2010 年中国土地覆被变化改变地表反照率的时空驱动机制,并计算全国50 个生态区地表反照率变化导致的年际尺度辐射强迫,揭示土地覆被变化在生态区尺度上影响气候变化的生物地球物理机制。结果表明:1990-2010 年全国土地覆被变化以耕地开垦、草地沙化、城市化等人类土地利用活动导致的土地覆被变化最为明显,全国草地与林地面积分别减少了0.60%和0.11%;建设用地和耕地面积分别增加了0.60%和0.19%。全国土地覆被变化通过改变地表反照率引起的平均辐射强迫为0.062 W/m2,表现为增温的气候效应,但在生态区尺度辐射强迫空间差异很大。京津唐城镇与农城郊农业生态区主要土地覆被变化为耕地转为建设用地,引起地表反照率降低了0.00456,产生0.863 W/m2的辐射强迫,表现为增温的气候效应;而三江平原温带湿润农业与湿地生态区主要的土地覆被变化为林草地转为耕地,引起地表反照率升高了0.00152,产生-0.184 W/m2的辐射强迫,表现为降温的气候效应。 相似文献
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巴丹吉林沙漠高大沙山近地层温湿廓线与能量交换特征 总被引：1，自引：1，他引：0
利用兰州大学冰川与沙漠研究中心科学观测实验站2015—2016年获得的高大沙山微气象数据,分析了巴丹吉林沙漠温湿廓线结构、土壤分层温度、辐射通量等特征,利用组合法和一维热传导方程分别计算了湍流通量及土壤热通量。结果表明：（1）近地层大气自下而上呈现近似等温或逆温分布,冬季逆温层厚度大于夏季。（2）初次观测到逆湿现象,比湿夏季最大,冬季最小,秋季和春季次之,全年平均约为4.2 g·kg-1,高于塔克拉玛干沙漠。（3）土壤热通量在2月底至5月初振幅较大;感热通量具有显著的平均日变化特征,潜热通量平均日变化平稳,以0 W·m-2为中心上下波动。能量交换以感热通量为主,陆-气温度差异是沙山感热通量变化的主要影响和控制因子。 相似文献
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In the last several decades, the underlying surface conditions on the Qinghai-Tibet Plateau have changed dramatically, causing permafrost degradation due to climate change and human activities. This change severely influenced the cold regions environment and engineering infrastructure built above permafrost. Permafrost is a product of the interaction between the atmosphere and the ground. The formation and change of permafrost are determined by the energy exchange between earth and atmosphere system. Fieldwork was performed in order to learn how land surface change influenced the thermal regime in permafrost regions. In this article, the field data observed in the Fenghuo Mountain regions was used to analyze the thermal conditions under different underlying surfaces on the Qinghai-Tibet Plateau. Results show that underlying surface change may alter the primary energy balance and the thermal conditions of permafrost. The thermal flux in the permafrost regions is also changed, resulting in rising upper soil temperature and thickening active layer. Vegetation could prevent solar radiation from entering the ground, cooling the ground in the warm season. Also, vegetation has heat insulation and heat preservation functions related to the ground surface and may keep the permafrost stable. Plots covered with black plastic film have higher temperatures compared with plots covered by natural vegetation. The reason is that black plastic film has a low albedo, which could increase the absorbed solar radiation, and also decrease evapotranspiration. The ＂greenhouse effect＂ of transparent plastic film might effectively reduce the emission of long-wave radiation from the surface, decreasing heat loss from the earth＇s surface, and prominently increasing ground surface temperature. 相似文献
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本文利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(简称SACOL站）陆面过程综合观测资料,分析了强降水前后榆中黄土高原半干旱草地土壤温、湿特征的差异,讨论了水分状况对土壤热力参数及地表能量分配的影响。结果表明:水分胁迫条件下,黄土高原半干旱草地土壤在10 cm深度存在一个湿层;强降水过程可使土壤湿度受影响范围接近40 cm深度。水分胁迫条件下,感热通量是黄土高原半干旱草地生态系统能量分配过程中净辐射的最大消耗项;无水分胁迫条件下,潜热通量是能量平衡系统中净辐射分量的最大消耗项。降水改变了土壤湿度并使得土壤热传导率发生变化,土壤热传导系数和土壤热容量随土壤湿度增加而增大。 相似文献
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Soil temperature records obtained from the active layer above permafrost at a site in northern Alaska during autumn and winter have variance spectra inconsistent with a purely conductive heat-transfer system. Although conductive heat-transfer theory predicts that temperature fluctuations are attenuated with depth, sub-diurnal thermal variance at the 50-cm level, near the base of the active layer, exceeded that at the 10-cm level. Short segments of the temperature record were drawn from three distinct periods of soil-frost conditions: (1) at the maximum vertical development of the active layer in early autumn; (2) during frost penetration and the formation of a zero curtain in early winter; and (3) after freezeback of the active layer. The variance spectra of these time series show systematic seasonal transitions that reflect changing mechanisms of heat transfer. During the first and second periods, heat transfer by internal evaporation and condensation dominates at wavelengths in the diurnal range. The spectral traces are not strongly self-similar and the fractal dimensions indicate extreme space-filling, especially at deeper levels. Once the active layer is frozen, conductive heat transfer dominates, producing a trend toward self-similarity. Both the thermal variance and the fractal dimension decrease with depth in the frozen regime. [Key words: Alaska, active layer, coupled flow, fractal dimension, frozen ground, heat transfer, permafrost, soil freezing, spectral analysis, zero curtain.] 相似文献
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TanGuang Gao Jie Liu TingJun Zhang ShiChang Kang ChuanKun Liu ShuFa Wang Mika Sillanpaa YuLan Zhang 《寒旱区科学》2020,(2):71-82
Understanding the interaction between groundwater and surface water in permafrost regions is essential to study flood frequencies and river water quality, especially in the high latitude/altitude basins. The application of heat tracing method,based on oscillating streambed temperature signals, is a promising geophysical method for identifying and quantifying the interaction between groundwater and surface water. Analytical analysis based on a one-dimensional convective-conductive heat transport equation combined with the fiber-optic distributed temperature sensing method was applied on a streambed of a mountainous permafrost region in the Yeniugou Basin, located in the upper Heihe River on the northern Tibetan Plateau. The results indicated that low connectivity existed between the stream and groundwater in permafrost regions.The interaction between surface water and groundwater increased with the thawing of the active layer. This study demonstrates that the heat tracing method can be applied to study surface water-groundwater interaction over temporal and spatial scales in permafrost regions. 相似文献
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青藏高原风火山地区冻土变化分析 总被引：1，自引：0，他引：1
基于对多年来风火山地区的多年冻土资料,研究了天然地区和路基下的冻土上限变化情况以及多年冻土的融化状态,并定量分析了进入多年冻土内的热状况。结果表明：风火山地区从20世纪70年代到90年代中期冻土上限下降,冻土出现退化现象,从90年代至今冻土趋于稳定；路基近地表地温明显高于对应天然地表下的地温,路基近地表经历的融化期长于对应天然地表,进入多年冻土区的热收支也呈现出吸热明显大于放热的周期性变化,进入多年冻土的热积累暂时以增高地温耗热为主,但随着冻土吸热量的逐年积累、冻土温度的不断升高,本区冻土可能发生强烈融化。 相似文献