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利用2007年4月17日-2008年4月16日兰州大学半干旱气候与环境观测站边界层气象塔的风速、 风向、 温度、 气压、 湿度等观测资料, 采用经典的廓线法和风速、 风向标准差法, 分别计算了中性大气层结下观测站下垫面粗糙度长度, 并得到了具有黄土高原地理特征的地表粗糙度及其时空变化特征。计算结果表明, 季节变化对粗糙度的影响幅度可达0.159 m, 空间非均一性对粗糙度的影响幅度可达0.155 m。测站附近粗糙度春季为0.017 m, 夏季为0.062 m, 秋季为0.065 m, 冬季为0.018 m。测站西北方向上游粗糙度春季为0.17 m, 夏季为0.22 m, 秋季为0.34 m, 冬季为0.05 m。测站东南方向上游粗糙度春季为0.11 m, 夏季为0.17 m, 秋季为0.19 m, 冬季为0.05 m。该站下垫面粗糙度计算宜选用风速为6±1.5 m·s-1, 风向变化30°范围内的数据。 相似文献
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黄土高原自然植被下垫面陆面过程参数研究 总被引：1，自引：1，他引：0
利用兰州大学半干旱气候与环境观测站的观测资料,分析了黄土高原自然植被下垫面陆面过程相关物理参数.研究了总体输送系数的不同季节平均日变化和频率分布特征,考察了地表粗糙度的变化趋势以及降水的影响.降水正常年份的总体粗糙度为0.009 m,偏干年份总体粗糙度为0.006 m,月平均粗糙度变化与正常年份相比较为平缓,降水通过增加植被覆盖和生长高度,使地表粗糙度增大.对总体输送系数与粗糙度以及总体理查森数的关系分别进行了讨论,在中性层结下黄土高原地区动力输送作用占主导地位,发现动量总体输送系数和奈曼流动沙丘下垫面很接近,而感热输送系数与戈壁下垫面接近.分析了反照率和太阳高度角以及土壤湿度的关系,并拟合得到以这两个物理量为因子的参数化公式.总体上,黄土高原自然植被下垫面的反照率比敦煌荒漠小,而大于长白山松林下垫面,这与3个地区植被覆盖和土壤质地的不同有关.通过对参数化公式模拟效果的检验,发现低太阳高度角下的反照率对土壤湿度和太阳高度角以外的其他因素敏感,而对应高太阳高度角的反照率受土壤湿度和太阳高度角的控制较强.最后,计算了土壤热传导率和热扩散率等土壤热力参数,相同湿度的热传导率比敦煌荒漠要大,并拟合得到热传导率以土壤湿度为自变量的参数化公式. 相似文献
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利用NCEP 1980-2009年可降水量的逐月再分析资料,分析了30年来西南地区可降水量的时空分布特征和变化趋势.结果表明：受地形等地理环境和气候的影响,西南地区年、季节可降水量分布均有显著的地区性差异,东南多,西北少;可降水量的季节变化明显,夏季远大于冬季,秋季略高于春季;可降水量的年内分配不均,7月最大,8月次之,1月最少;30年来,西南地区年可降水量呈波动变化,略有增加,偏多和偏少年交替出现,春季和冬季可降水量呈线性增多.西南地区可降水量空间分布既有整体一致型,也存在反向型. 相似文献
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利用"全球协调加强观测计划(CEOP)之亚澳季风青藏高原试验"(CAMP/Tibet)在藏北高原的BJ站、NPAM站及中国科学院珠穆朗玛峰大气与环境综合观测研究站、纳木错多圈层相互作用综合观测研究站和藏东南高山环境综合观测研究站2007年的辐射观测资料,分析了这些地区不同下垫面地表辐射各分量及地表反照率的日变化和月际变化特征。结果表明,向下短波辐射受太阳高度角的影响存在明显的日变化和月际变化;向上短波辐射的月际变化基本与总辐射一致,在个别月份由于高原积雪造成地表反照率较高,从而使晴天向上短波辐射全年较高;向下长波辐射存在基本的季节变化,最大值出现在天空总云量较多的夏季(6～8月),最小值出现在冬季(12月和1月);向上长波辐射基本上都是夏季为全年最大,冬季为全年最小。这与地表温度的年变化情况相一致。高原不同地区各季节晴天地表净辐射存在差异,NPAM站和藏东南站由于下垫面植被覆盖较好,净辐射值各季节均高于其它各站;NPAM站、纳木错站和珠峰站地表反照率日变化曲线呈"U"型,BJ站和藏东南站日变化相对复杂,藏东南站全年月平均地表反照率较小且变化不大,其他各站存在基本的年变化趋势。 相似文献
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基于MODIS NDVI的广西西南典型生态区植被变化对比监测 总被引：3，自引：3，他引：0
利用2001—2010年MODIS NDVI逐16 d合成数据对广西十万大山和桂西岩溶山地两个典型生态区植被进行对比监测,分析植被年内变化特征及年际变化趋势。利用同时期的气温和降水量数据,分析两个典型生态区植被NDVI对气温和降水量的响应差异。结果表明:十万大山和桂西岩溶山地生态区年内MODIS NDVI变化特征相似,均表现出"夏秋高,冬春低"的趋势,其中十万大山生态区植被覆盖相对稳定,季节变化较小。近10 a来两个生态区植被均以改善为主,植被改善面积与退化面积比例均约为3∶2。植被年际变化幅度较小,长势较稳定。降水量、平均气温与十万大山生态区植被NDVI的相关性总体上好于桂西岩溶山地生态区,两个生态区植被与降水的相关性较一致。在夏季多表现为负相关,春、秋、冬3季多表现为正相关,这与广西降水时段集中且强度较大的特点有关。由于植被类型的显著差异,两个生态区与气温的相关性具有显著差异。 相似文献
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川北绵阳地区降水量的时空分布特征及变化趋势 总被引：1，自引：0，他引：1
选用四川省绵阳地区8个台站1959~2005年日降水资料,采用经验正交函数分解法和连续功率谱分析等方法分析了绵阳地区年降水量的时空分布特征及变化趋势,结果表明,绵阳地区年降水量的空间分布不均匀,局地差异大,主要表现为3种分布型:①区域一致型;②东南—西北型;③中部型。绵阳地区的年降水量呈整体下降趋势,但降水剧烈程度加大,同时东南—西北分布型在加剧;功率谱分析发现,绵阳年降水量的变化具有2.9年和6.7年的显著变化周期;绵阳地区各站的年降水和不同等级降水的降水量和降水日数大致呈不同程度的下降趋势和减少趋势,但不同站点暴雨以上量级的降水量和降水日数变化特征又有所不同;绵阳地区区域平均年降水量呈减少趋势主要是由于雨季降水量和降水日数均出现减少趋势造成的。 相似文献
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利用2006—2015年泰山气象站的降水pH、电导率、降水量和风向风速资料,统计分析了泰山酸雨特征和变化趋势,探讨了降水量和风向风速对酸雨的影响。结果表明,泰山降水年均pH变化范围为4.31～4.99,酸雨发生频率达到69.3%;pH随降水量的增加而趋于5.60（中性）;5月至次年1月的月均pH与月平均过程降水量的变化趋势一致;月均电导率与月平均过程降水量的变化趋势相反。泰山降水期间盛行西南风,在南风和东北风条件下,酸雨出现频率最高且酸性最强,这主要是风速风向因素和人为排放源分布共同导致的。近10 a泰山降水酸性程度有所减弱,酸雨频率明显下降,表明近年来酸雨污染情况有所改善,有利于保护泰山生态环境。 相似文献
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下垫面改变导致局地气候变化的理论分析 总被引：16，自引：0，他引：16
运用气柱内辐射，相变，对流间的平衡及地表能量平衡条件研究了由于地表状况改变，即植被退化所造成的局地气候变化，结果表明地表反射率的加大及地面热通量的变化造成中国北方降水量的减少和温度的增加。粗糙度的减少也能造成降水量减少和温度增加，这些结果与数值模拟一致。考虑平流作用以后，上述特征不变，但降水及温度改变量发生变化。在全球增暖背景下，降水减少和温度增加要更剧烈些。 相似文献
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Surface-layer flow in complex terrain: Comparison of models and full-scale observations 总被引：2，自引：0，他引：2
John L. Walmsley Ib Troen Demetrius P. Lalas Paul J. Mason 《Boundary-Layer Meteorology》1990,52(3):259-281
Four models of surface boundary-layer flow in complex terrain are compared with observations made at Blashaval Hill, North Uist, Scotland. The field experiment is described by Mason and King (1985). Three of the models are derived from the two-dimensional theory of Jackson and Hunt (1975) and are described in Mason and King (1985), Walmsley et al. (1986) and Troen and Petersen (1989). The fourth is a mass-consistent code based on Traci et al. (1979). The model results are in good agreement with each other and are generally within the observed range of variation ( ~ ± 16%) in normalized wind speed. For most wind direcions (7 of 11), model results of normalized wind speed at the summit were within 7% of the observed mean values. For some wind directions, calculations using the Guidelines of Walmsley et al. (1989) suggested that variations in surface roughness were important. This led us to apply one of our models incorporating nonuniform surface roughness. The lack of significant improvement for cases when water lay upstream of Blashaval Hill is attributed to compensating changes at summit and reference sites and to very local effects on the wind data. Sensitivity to topography lying to the west and northwest of Blashaval was also investigated. Results suggested an influence from those distant topographic features for some wind directions. When those features were incorporated, maximum errors in normalized wind speed at the summit were reduced from 18 to 13%. 相似文献
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上海徐家汇地区建筑分布密集且高低不一,是典型的具有非均一下垫面特征的城市地貌。本文利用该地区的地理信息研究了粗糙度长度的分布规律,并基于80m高度的风速实测数据,对台风"灿鸿"和良态风作用下的平均风速、湍流强度、阵风因子等参数与粗糙度长度之间的关系进行了分析。结果表明:不同风向角对应的计算扇区内建筑物高度、分布密度的差别导致了粗糙度长度值随风向角发生明显变化,但是变化幅度随着计算扇区的增大而减小;台风"灿鸿"作用下的平均风速最大值大于良态风,两者对应的粗糙度长度变化范围差别甚微,但是台风作用下的粗糙度长度中位数较小且分布相对集中;台风"灿鸿"作用下各向湍流强度均随着平均风速的增加呈明显的减小趋势,但不随粗糙度长度变化;良态风作用下,各向湍流强度不随平均风速变化,而随着粗糙度长度的增加而增加;台风"灿鸿"和良态风作用下,各向阵风因子均随湍流强度的增加而增大,但前者作用下的阵风因子略大于后者。 相似文献
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祁连山地形云试验区自然地理和气候特征 总被引：5，自引：2，他引：3
对祁连山地形云民乐试验区的降水时空变化及夏季降水、云和风向的日变化进行分析发现,试验区降水随海拔升高由北向南递增,在祁连…北坡实测最大年降水量511 mm,出现在海拔2500 m的瓦房城.全年7月降水最多,6～8月降水量占年降水量的57%.夏季风向日变化明显,以山谷环流为主,白天多为NW风.夜间为SSE风,午后谷风使水汽向祁连山北坡汇集,气流抬升形成对流云,故山区16:00～20:00降水频率最高,有两个雨峰分别出现在午后和半夜,与低云量和积云、积雨云的日变化对应.近50年的气候变化表明,年降水量呈上升趋势,春、夏、秋季降水量均为上升趋势,冬季则下降.1957～2004年有两个枯水期,两个丰水期,1998年至今处于丰水期.年降水量和年径流量最大熵谱图分析表明,4.8年和3年周期较显著,民乐年降水量和莺落峡年径流量熵谱图对应较好,还存在9年的振动周期. 相似文献
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Sensitivity experiment is an important method to study the effect on regional climate due toseasonal variation of land surface parameters.Using China Regional Climate Model(CRCM)nested in CCM1.we first simulate Chinese regional climate,then two numerical sensitivityexperiments on the effect of vegetation and roughness length are made.The results show that:(1)If the vegetation is replaced with the monthly data of 1997.precipitation and land-surfacetemperature are both changed clearly,precipitation decreases and land surface temperatureincreases,but there is no regional correspondence between these changes.And the results aremuch better than the results when climate average vegetation was used in the CRCM.(2)If theroughness length is replaced with the monthly data of 1997,there is significant change on landsurface temperature,and there is very good regional correspondence between these changes.Butthe effect on precipitation is very small. 相似文献
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利用2009年12月至2010年11月渤海西岸大港风能塔观测得到的风速、风向和温度梯度资料,计算了风能塔周围空气动力学粗糙度Z0。对比分析了风廓线法和风速标准差法的计算结果,讨论了风速标准差法的适用性以及下垫面空间非均一性对粗糙度的影响。结果表明：风能塔三个主风向上的平均粗糙长度为：0.1319m(N),0.0386m(SE)和0.0182m(SW)。通过严格条件限制,利用风速标准差法可以得到与风廓线法相同的计算效果。同一方位上,利用10-30 m资料计算得到的粗糙度长度的季节差异相对较小,而50-70 m的计算结果差异相对较大。在相同高度上,粗糙度长度计算结果亦存在明显季节差异,反映了随季节变化的植被对地表粗糙度的影响。 相似文献
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Aerodynamic parameters including the zero-plane displacement (d), roughness length (20), and friction velocity (u*) on the different underlying surfaces of heavy-grazing site, medium-grazing site, light-grazing site, no-grazing site, dune, inter-dune, grassland, rice paddy site, wheat site, soybean site, and maize site have been computed based on the Monin-Obukhov similarity theory by utilizing the micrometeorologically observed data of dune and vegetation in the semi-arid area at Naiman, Inner Mongolia of China, conducted jointly by the Institute of Desert Research, Chinese Academy of Sciences and the National Institute of Agro-Environmental Sciences of Japan in 1990-1994. And their relationships between wind speed and Richardson number are analyzed. The aerodynamic characteristics of different man-made disturbed grassland ecosystems are also compared. Result shows that the vegetation coverage and the above-ground biomass decrease with the increase in man-made stress of the grassland. The roughness length for different underlying surfaces is closely related to vegetation height, above-ground biomass, and ground surface undulation, and Richardson number Ri is also its influencing factor. The friction velocity varies largely on different underlying surfaces, and it is positively proportional to wind speed and roughness length. The aerodynamic parameters of various times on the same underlying surface are different, too. Above results indicate that grassland and vegetation are of significance in preventing desertification, especially in the arid and semi-arid land ecosystems. And the results of this paper are also important for constructing the land surface physical process as well as regional climate model. 相似文献
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影响测风塔代表性的因素很多,为了合理地确定测风塔观测结果能够代表的区域范围,需要通过适当的方法综合考虑这些因素。湍流通量代表性研究中常用的印痕函数是风速、稳定度、下垫面粗糙度等的函数,可以定量地刻画单点观测结果的代表性。利用印痕函数方法对中国风能资源观测网中来自不同下垫面的44个测风塔2010年的观测结果进行了测风塔资料的代表性分析。首先,根据两层(10、70 m)的风速和温度计算稳定度参数Lp并确定中性层结,粗糙度的计算选取了中性层结条件下满足对数风廓线的资料。然后,利用中性层结下70 m高度主导风向和风向频率较大方位的资料分析了两种印痕函数方法(Schuepp和Hsieh方法)的适用性及代表性范围与粗糙度的关系。两种方法得到的印痕函数对应距离(即代表性范围)比较接近。但是,在复杂山地Schuepp方法已不适用。当粗糙度小于10 m时,粗糙度与印痕函数对应距离的关系可用对数-线性函数描述。根据经验推荐了利用印痕函数积分90%对应的距离以及下垫面显著变化位置来确定测风塔代表范围。但是,印痕函数积分阈值仍需要通过示踪实验或数值模拟检验。 相似文献
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不同下垫面空气动力学参数的研究 总被引：7，自引：0，他引：7
文中利用中国科学院沙漠研究所与日本国家农业环境技术研究所合作于1990—1994年在中国内蒙古自治区奈曼市半干旱地区沙丘和植被区下垫面观测的微气象数据,根据Monin-Obukhov相似性理论,计算了重度干扰草原、中度干扰草原、轻度干扰草原、无干扰草原、沙丘、沙丘内地、草地、稻田、小麦田、大豆田和玉米田11种下垫面的空气动力学参数粗糙度长度z0,零平面位移d,摩擦速度u*,并分析了它们与水平风速u和Richardson数的关系,比较了不同人为干扰草原生态系统条件下的空气动力学特征。结果表明:地表生物量和覆盖率随着人为干扰强度的增加而减少。不同人为干扰下垫面的粗糙长度与生物量和植被高度以及地表起伏程度有着密切关系;Richardson数也是其影响因子。风速、粗糙度都与摩擦速度成正相关,但对于不同下垫面有所不同,从中可以看到草地对沙漠化有一定的防治作用。同一种下垫面不同时期的空气动力学参数也存在差异。这些结果对建立陆面过程和区域气候模式具有重要的意义。 相似文献
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锡林郭勒盟沙尘暴分布与气象因子和下垫面性质有关,沙尘暴西多东少的分布特征,与大风西多东少、降水西北少东南多、温度西南高东北低的分布特征基本相似;大风是沙尘暴的主要动力因子,温度是产生沙尘暴的热力因素,降水和下垫面性质决定了沙尘暴产生的环境条件。沙尘暴日数随着大风日数与温度增加(升高)而增多;随降水增加而减少;下垫面要素中的地形、地貌为沙尘暴的发生提供沙源、起沙条件;土壤成分自西北向东南为棕钙土带、栗钙土带、黑钙土带、灰色森林土带,植被覆盖度依次增加,沙尘暴分布也依次减少。 相似文献