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1.
中山站地区在气边界层结构和湍流通量的输送特征 总被引：3，自引：0，他引：3
本文根据作者随中国第１１次南极考察队（１９９４－１９９６年）赴中山站夏考期间，使用ＴＭＴ（系留式气象塔）观察系统，在中山站，冰盖和海冰等三个点上观测到的气温，湿度，风速，风向和气压等大气要素的廓线资料，利用相似理论为通量－廓线关系，给出这三个观测点上的动量通量，曳力系数和感热通量，在近中性条件下，中山站粗糙度高度为２．９ｃｍ冰盖与海冰点二者粗糙度高度差不多，分别为２．８×１０＾－２ｃｍ和３．６×１ 相似文献
2.
内蒙古奈曼流动沙丘下垫面近地面能量收支研究 总被引：4，自引：0，他引：4
利用2000年7月18日~8月12日在内蒙古奈曼流动沙丘下垫面取得的大气边界层观测资料,分析了地表能量收支各项的日变化、总体输送系数日变化及其与稳定度的关系;比较了涡旋相关法、波文比-能量平衡法所得到的感热通量。得到奈曼流动沙丘下垫面平均地面阻曳系数Cd为4.69×10-3;感热通量总体输送系数Ch为2.25×10-3。在近中性层结条件下,Cd和Ch分别为4.83×10-3和1.34×10-3。近地面层湍流方差在不稳定层结下均满足Monin-Obukhov相似理论。 相似文献
3.
几种近地面层湍流通量间接计算方法的比较 总被引：1，自引：0，他引：1
本文应用空气动力学方法和近地面层稳定度参数方程的分析解,采用实测梯度资料,比较了目前广泛应用的Businger(1971),Dyer(1970)和pruitt(1973)通量廓线关系通用函数在近地面层间接计算感热和潜热通量时的差别。另外还分别与波文比方法的计算结果进行了比较。文中还对稳定度函数和通量廓线关系通用函数用于计算感热和潜热通量的相对误差进行了讨论。 相似文献
4.
本文根据作者随中国第１１次南极考察队（１９９４－１９９６年）赴中山站夏考期间，使用ＴＭＴ（系留式气象塔）观测系统，在中山站、冰盖和海冰等三个点上观测到的气温、湿度、风速、风向和气压等大气要素的廓线资料，利用相似理论的通量－廓线关系，给出这三个观测点上的动量通量、曳力系数和感热通量，在近中性条件下，中山站粗糙度高度为２．９ｃｍ，冰盖与海冰点二者粗糙度高度差不多，分别为２．８×１０－２ｃｍ和３．６×１０－２ｃｍ，曳力系数则分别为５．０６×１０－３、１．３４×１０－３和１．４１×１０－３。结果表明，即使在中山站地区这样一个尺度范围内，由于下垫面的热力学特性、地形、地貌、地势和地理位置等的差异，无论是大气边界层结构还是湍流通量等的输送特性都有明显的差别，因此南极地区的大气边界层结构和冰（雪）－气交换特征都是比较复杂的，具有很强的局地性 相似文献
5.
利用2003-2005年"通榆长期观测实验站"的近地面层气象要素和湍流观测资料,分析了吉林省通榆县半干旱区退化草地和农田下垫面的近地面层风速、温度和湿度变化规律;分别用梯度法和湍流法估算了退化草地和农田的地表动力学粗糙度(z0m),退化草地的z0m全年变化不大,而农田的z0m随着作物的生长有增加趋势;全年平均的z0m值,退化草地为0.003 4 m;农田生长季为0.054 m,非生长季为0.001 7 m.农田和退化草地下垫面的近中性整体输送系数Cd分别为(4.9±2.1)×10-3和(2.6±1.4)×10-3,Cb分别为(3.6±1.9)×10-3和(2.6±1.6)×10-3. 相似文献
6.
水体对湍流交换系数的影响* 总被引：1，自引：0，他引：1
本文根据边界层理论,计算水体附近湍流交换系数的变化。计算结果表明:白天整个水体上的湍流交换系数都比陆面上同高度的要小,并且有二个低值中心:一个靠近水面,另一个在约100m高度;夜间靠近水面的那层空气的湍流交换系数仍较小,但其上方的湍流交换系数要比陆面上大。水面上的湍流交换系数日变化小于陆面上,特别是靠近水面那层空气日变幅很小。同时指出:水陆间粗糙度的差异和稳定度的差异控制着水陆湍流交换系数的差异;前者是稳定的;后者有周期性的变化。 相似文献
7.
利用2003年8月22日-9月3日中国北极科学考察队在北冰洋78°N浮冰站获得的近地层观测资料,采用整体输送法对北冰洋浮冰近地层特征参数进行了分析研究。结果表明,在考察期间,雪面吸收的净辐射仅为3.6 W/m2,其中以感热和潜热向大气输送的能量分别占52%和31%,向海冰深层传导的热量很少;近中性层结条件下的平均拖曳系数Cdn为1.16×10-3,略小于75°N北冰洋浮冰上近中性层结的Cdn。与1999年75°N附近冰站观测结果的对比表明,当海冰密度及冰站所在浮冰的尺度不同时,海冰与大气相互作用的热力学和动力学过程的差异显著,在研究北冰洋地区海/冰/气相互作用对气候过程影响时,应考虑这一问题。 相似文献
8.
塔克拉玛干沙漠近地层湍流热通量计算方法比较研究 总被引：7，自引：4，他引：3
利用2007年8月3日至10月31日在塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站取得的大气边界层观测资料,比较了涡动相关法、波文比法和空气动力学法计算得到的湍流热通量,分析了塔克拉玛干沙漠腹地能量平衡各分量的日变化特征。结果表明：波文比法、空气动力学和涡动相关法计算得到的塔克拉玛干沙漠腹地湍流热通量日变化特征是一致的,整个观测期间,空气动力学方法和波文比法计算得出的湍流通量大于涡动相关法。它们的顺序分别为,波文比法计算得出的湍流热通量最大,空气动力学方法次之,涡动相关法最小;塔克拉玛干沙漠腹地能量平衡各分量基本上以12:00时为中心,呈对称分布。净辐射、土壤热通量、感热通量具有非常明显的日变化特征。净辐射日最高值324 W·m-2出现在当地时间11:30,最小值-85 W·m-2出现在当地时间18:30;土壤热通量在12:00左右达到日最高值143 W·m-2,而20:00时出现最小值-69 W·m-2;感热通量在13:30时左右达到最高值178 W·m-2,19:00时左右出现最小值-7 W·m-2;相对于上述3个能量平衡分量,潜热通量的日变化特征不太明显。每日12:30左右出现潜热通量的最大值43 W·m-2,06:00时出现日最低值－1 W·m-2。 相似文献
9.
利用黑河地区地-气相互作用野外观测试验研究(HEIFE)的地面观测资料,采用空气动力学方法,计算了干旱区内不同下垫面的地表热力输送系数CH值,结合由NOAA系列卫星遥感得到的反映地表植被特征的归一化差值植被指数(NDVI)资料,经拟合得到了针对不同下垫面的区域CH-NDVI参数化关系式,并对此关系式进行了合理性检验,最后,计算得到中国西北干旱区1982—2001年地面感热序列。中国西北干旱区地面感热通量的计算值与ERA-40再分析资料对比分析发现,两者在量级、地面感热分布形势和年际变化趋势等方面均较一致。目前对于区域尺度来说,在缺乏用其他方法获得较准确的区域地表热力输送系数的情况下,利用卫星遥感资料估算区域地表热力输送系数CH是较为可靠的方法。 相似文献
10.
陇中黄土高原垂直感热平流输送对LAS和EC观测感热通量差异的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
利用"黄土高原陆面过程试验研究(LOPEX)"2010年6月定西站的陆面过程综合观测资料,以造成大孔径闪烁仪(LAS)和涡动相关仪(EC)测量感热通量的差异为切入点,从中尺度垂直感热平流输送过程入手,将垂直感热平流输送的贡献作为地表有效能量的一部分引入EC直接观测的感热通量,对比引入前后LAS和EC测量感热通量的差异大小.结果表明:黄土高原定西观测站近地层大气垂直方向主要表现为向上运动,峰值达到0.074 m·s-1,为垂直感热平流输送提供了必要的动力条件.尤其该地区处在半干旱区,地表受太阳辐射加热比较显著,近地层温度梯度最大可达0.39 K·m-1,为产生垂直感热平流提供了能量基础.加入垂直感热平流输送的贡献后,EC地表能量不闭合度的日均值由直接观测的0.30缩小到0.24.修正后,LAS和EC测量的感热通量拟合的线性趋势系数由直接观测时的1.258缩小到1.186,两者差异得以缩小. 相似文献
11.
Based on preliminary theoretical analysis and numerical experiment, it is found that land surface heterogeneity plays an important role in the models turbulent flux calculation. In nearly neutral atmosphere conditions, variation coefficient of sub-scale roughness length, cell-average roughness, and reference height are main factors affecting the calculation of grid turbulent fluxes. The first factor has a determinant role on calculation deviation. The relative error generated by roughness heterogeneity could be more than 40% in some cases in certain areas (e.g., in vegetation-climate transition belt). Selecting a specific reference height may improve the calculation of turbulent flux. In stable or unstable atmosphere conditions, with sensible heat flux as an example, analysis shows that the discrepancy is correlated to the sub-grid distributions of mean wind velocity, potential temperature gradient between land surface and reference levels, and atmosphere stability near surface layer caused by the heterogeneity of land surface roughness. The calculation of turbulent flux is the most sensitive to stability in the above three factors. The above analysis shows that it is necessary to make a further consideration for the calculation deviation of the turbulent fluxes brought from land surface heterogeneity in the present numerical models. 相似文献
12.
本文从近地层动力学和热力学方程出发,用数值方法研究了林带对空气的湍流交换系数影响。研究结果表明:在林冠层以上,林带附近的湍流交换系数比较大;在林冠层以下,林带附近的湍流交换系数比较小。林带影响在高度为2.7—3.5倍树高、透风率为0.35左右铅直范围内最大。 相似文献
13.
利用2006年4月10日沙尘暴过境期间塔克拉玛干沙漠腹地80 m垂直梯度探测系统的实时资料,分析了该地区近地面层气象要素和湍流输送特征的变化过程。结果表明,沙尘暴过境期间,近地层风速有先降低后增大的过程,10 m高度上动量向下输送明显,热量输送只有很小的上传趋势;沙尘暴过境前,近地面为弱稳定的逆温层,空气处于暖干的状态,10 m高度上垂直气流表现为系统性的下沉运动,随着沙尘暴爆发,湍流交换显著增强,空气进入相对冷湿状态,气流有上升运动趋势,但强度不大,仍以水平湍能为主。 相似文献
14.
The land-atmosphere energy and turbulence exchange is key to understanding land surface processes on the Tibetan Plateau(TP). Using observed data for Aug. 4 to Dec. 3, 2012 from the Bujiao observation point(BJ) of the Nagqu Plateau Climate and Environment Station(NPCE-BJ), different characteristics of the energy flux during the Asian summer monsoon(ASM) season and post-monsoon period were analyzed. This study outlines the impact of the ASM on energy fluxes in the central TP. It also demonstrates that the surface energy closure rate during the ASM season is higher than that of the post-monsoon period. Footprint modeling shows the distribution of data quality assessments(QA) and quality controls(QC) surrounding the observation point. The measured turbulent flux data at the NPCE-BJ site were highly representative of the target land-use type. The target surface contributed more to the fluxes under unstable conditions than under stable conditions. The main wind directions(180° and 210°) with the highest data density showed flux contributions reaching 100%, even under stable conditions. The lowest flux contributions were found in sectors with low data density, e.g., 90.4% in the 360° sector under stable conditions during the ASM season. Lastly, a surface energy water balance(SEWAB) model was used to gap-fill any absent or corrected turbulence data. The potential simulation error was also explored in this study. The Nash-Sutcliffe model efficiency coefficients(NSEs) of the observed fluxes with the SEWAB model runs were 0.78 for sensible heat flux and 0.63 for latent heat flux during the ASM season, but unrealistic values of-0.9 for latent heat flux during the post-monsoon period. 相似文献
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沙漠腹地春夏季近地层大气湍流特征观测分析 总被引：8，自引：6，他引：2
利用塔克拉玛干沙漠腹地近地层10 m高度处快速响应探测系统的湍流资料,分析了摩擦速度和特征温度的变化,并且对不同稳定层结条件下无因次速度分量方差和无因次温度方差的普适函数进行详细拟合。研究表明,摩擦速度和特征温度有明显的日变化特征,且摩擦速度的最大值出现在z/L=-0.2处;无因次速度方差在不稳定和稳定层结条件下均符合相似理论的次幂律,但如果考虑到相关性,最佳幂指数可有不同;近中性时则接近常数,并给出了具体数值。无因次温度方差则在夏季不稳定层结条件时符合-1/3次幂律。 相似文献
16.
半干旱区沙尘天气近地层湍流通量及起沙研究 总被引：4，自引：3，他引：1
利用2005年春季朱日和气象站20 m气象塔的观测资料,结合同期的PM10质量浓度资料,分析了半干旱地区不同沙尘天气下近地层湍流通量的变化特征以及PM10质量浓度与起沙之间的关系。结果表明,动量通量在15:00左右达到极大值;感热通量在白天为正值,中午12:00左右达到峰值,而晚上变为负值,并在凌晨达到谷值;由于3月份下垫面湿度大,导致潜热通量经常全天为正值,并在16:00左右达到峰值;PM10质量浓度与摩擦速度的二次方呈正比,临界起沙风速和临界摩擦速度分别为7 m·s－1和0.7 m·s－1。 相似文献
17.
A. Giesecke 《Geophysical Journal International》2007,171(3):1017-1028
Numerical simulations of the 3-D MHD-equations that describe rotating magnetoconvection in a Cartesian box have been performed using the code NIRVANA. The characteristics of averaged quantities like the turbulence intensity and the turbulent heat flux that are caused by the combined action of the small-scale fluctuations are computed. The correlation length of the turbulence significantly depends on the strength and orientation of the magnetic field and the anisotropic behavior of the turbulence intensity induced by Coriolis and Lorentz force is considerably more pronounced for faster rotation. The development of isotropic behavior on the small scales—as it is observed in pure rotating convection—vanishes even for a weak magnetic field which results in a turbulent flow that is dominated by the vertical component. In the presence of a horizontal magnetic field the vertical turbulent heat flux slightly increases with increasing field strength, so that cooling of the rotating system is facilitated. Horizontal transport of heat is always directed westwards and towards the poles. The latter might be a source of a large-scale meridional flow whereas the first would be important in global simulations in case of non-axisymmetric boundary conditions for the heat flux. 相似文献
18.
为了探索塔克拉玛干沙漠夏季晴空对流边界层湍流结构和热对流运动规律,利用沙漠腹地探空及地表通量观测资料,开展了晴空对流边界层的大涡模拟研究。结果表明：（1）沙漠夏季晴空条件下,对流边界层湍能主要由地表热力浮力对流产生,机械剪切对边界层湍能的贡献较小,小尺度湍涡对湍能的耗散随高度呈减弱趋势,边界层湍能变化呈现间歇性特点。（2）沙漠夏季晴空边界层中存在着有组织的热对流泡现象,热泡最大上升速度可超过4.0 m·s-1;沙漠热对流运动一般呈羽状和网状分布特征,在上升运动区周围伴随有大片的下沉辐散区域。（3）地表感热和逆温层顶盖强度是控制和影响沙漠对流边界层发展的两个重要因素,感热增大,对流边界层变暖且高度升高;感热减小,对流边界层变冷且高度降低。在感热不变的条件下,逆温层顶盖强度越强,越不利于对流边界层发展,反之则相反。 相似文献
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塔克拉玛干沙漠腹地地表辐射与能量平衡 总被引：4，自引：4，他引：0
利用2013年塔克拉玛干沙漠塔中流动沙面地表辐射、土壤热通量、土壤温湿度和湍流通量观测资料,分析了沙漠腹地地表辐射和能量收支特征及闭合状况。结果表明：除潜热通量外,其余地表辐射各分量和能量平衡分量的月平均日变化结果整体均表现为标准的单峰型日循环形态,其中Rs↓与Rs↑变化同步,Rl↑、Rl↓滞后Rs↓0.5 ~ 1 h。各分量均表现出夏季高、春秋季次之、冬季低的季节波动性。干旱和极低的植被覆盖造成沙漠腹地全年潜热通量始终较为微弱,约占净辐射的2.8%,感热通量成为能量的主要消耗形式,约占净辐射的49%。偶尔的降水会刺激潜热通量突然增加。地表反照率相对较高且稳定,日变化呈早晚大、正午小的“U”型趋势,并具有明显的冬季高、夏季低的季节波动性,年均值0.28,月均值0.25~0.32。能量残差各月的日变化也均呈单峰曲线,日出后和日落前能量闭合程度最佳,并出现过闭合现象,全年夏季小,春秋季次之,冬季较大,月平均日峰值5.1~99.9 W·m-2。土壤表层热储存是影响该地区能量平衡的重要因子之一,考虑表层土壤热存储后,地表能量闭合率达75.3%,能量闭合率夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季,白天相比夜间有大幅提升。 相似文献