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相似文献
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1.
利用变分法计算西北典型干旱区地表通量的研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
利用2000年5~6月在敦煌进行的陆面过程野外观测试验加强期的观测资料,采用变分法计算了西北干旱区荒漠戈壁的地表感热通量和潜热通量,并与Bowen比能量平衡方法(简称BREB法)的结果进行了对比.结果表明:变分法由于同时应用了地表能量平衡方程和相似性廓线方程,充分利用了边界层观测资料的信息,避免了BREB法中出现在Bowen比接近于-1时产生的计算不稳定和虚假的峰值,使计算的通量结果更趋合理和稳定.同时也计算了动量和感热的总体输送系数,与已有结果比较表明也具有合理性.  相似文献   

2.
A variational technique (VT) is applied to estimate surface sensible and latent heat fluxes based on observations of air temperature, wind speed, and humidity, respectively, at three heights (1 m, 4 m, and 10 m), and the surface energy and radiation budgets by the surface energy and radiation system (SERBS). The method fully uses all information provided by the measurements of air temperature, wind, and humidity profiles, the surface energy budget, and the similarity profile formulae as well. Data collected at Feixi experiment station installed by the China Heavy Rain Experiment and Study (HeRES) Program are used to test the method. Results show that the proposed technique can overcome the well-known unstablility problem that occurs when the Bowen method becomes singular; in comparison with the profile method, it reduces both the sensitivities of latent heat fluxes to observational errors in humidity and those of sensible heat fluxes to observational errors in temperature, while the estimated heat fluxes approximately satisfy the surface energy budget. Therefore, the variational technique is more reliable and stable than the two conventional methods in estimating surface sensible and latent heat fluxes.  相似文献   

3.
半干旱区不同下垫面近地层湍流通量特征分析   总被引:11,自引:3,他引:8  
涂钢  刘辉志  董文杰 《大气科学》2009,33(4):719-725
本文分析了2003~2005年半干旱区退化草地和农田下垫面近地层湍流通量日、季、年的变化特征, 探讨了不同年份的气候背景和下垫面土地覆被对地气交换过程的影响。结果表明: 半干旱区退化草地和农田近地层湍流通量具有明显的日变化、季变化周期; 地气间通量交换年际间的差异主要受当年的气候背景影响, 尤其是降水的影响; 同时还受到下垫面覆被的影响。潜热通量和感热通量的能量分配比率呈反位相变化, 且农田和退化草地的变化趋势相似, 在夏季潜热通量所占比例均超过感热通量; 两种下垫面的波恩比月均值变化趋势十分相似, 量级接近, 夏季低, 春、秋季高; 夏季退化草地和农田下垫面波恩比均小于或等于1。  相似文献   

4.
提出了由Businger建议的无量纲廓线通用函数形式的近地面层稳定度参数ζ的相似方程分析解。代替了以往采用数值迭代法求ζ,并应用于沙漠人工植被和裸露流动沙丘上的实例资料分析。采用目前广泛应用的空气动力学方法,分别计算了动量和热量交换系数,感热和潜热通量,并由波文比-能量平衡方法进行了验证。结果表明:采用Businger无量纲通量廓线关系形式的近地面层稳定度参数ζ的相似方程分析解,代替以往惯用的数值  相似文献   

5.
The impact of soil moisture availability on the Bowen ratio and on the partition of net radiation flux into sensible, latent and soil heat fluxes was investigated by using one-dimensional primitive equations with a refined soil parameterization scheme. Simulation results presented that as soil moisture availability increases, the Bowen ratio and the partition of net radiation flux into sensible and soil heat fluxes decrease. The partition of net radiation flux in-to latent heat flux, however, increases. Quantitative relationships between Bowen ratio and the partitions with soil moisture availability were also given in this study.  相似文献   

6.
盘锦芦苇湿地水热通量计算方法的比较研究   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
利用2005年7月盘锦芦苇湿地生长旺季的小气候梯度系统30 min观测资料和开放式涡动相关系统10Hz原始观测资料,比较并分析了廓线法、波文比能量平衡法与涡动相关法计算的芦苇湿地生态系统水热通量。结果表明:廓线法与波文比能量平衡法计算的芦苇湿地生态系统水热通量与涡动相关法得到的芦苇湿地生态系统水热通量具有较好的相关性,但是涡动相关法存在能量不平衡。分析盘锦芦苇湿地生态系统水热通量的日变化发现,能量平衡各分量基本上以正午为中心,呈倒“U”型分布。用波文比法计算得到的芦苇湿地生态系统日感热通量最大值为164.25 W.m-2,日潜热通量最大值为294.18 W.m-2。降雨之后,芦苇湿地生态系统水热通量都有所增加,尤其是潜热通量增加显著,且峰值出现时间提前。  相似文献   

7.
内蒙古半干旱草原能量物质交换的微气象方法估算   总被引:15,自引:1,他引:14  
根据1998年5~8月和1999年8月在中国科学院内蒙古草原生态系统定位试验站进行微气象观测的资料,作者分析了该地区能量平衡及其各分量的基本特征.结果表明:(1)净辐射通量的转化形式有明显的季节性变化,5~6月份,净辐射能大部分用于感热交换,而后期则多用于潜热交换,5~8月份的日波文比值分别为1.26,1.42,0 41和0.20.(2)观测期间,波文比的日变化特征表现为,早晚变化大不稳定,而白天则相对稳定.(3)用涡度相关方法观测的感热和潜热通量之和与同期的净辐射相比较,前者的结果偏小1 5%左右,两种方法观测到的潜热通量的差异达平均35%左右.(4)半干旱草原CO2通量有明显的日变化,在生长旺期,白天CO2通量强度可达到1.5 mg s-1m-2以上,但在生长后期,1998年和1999年8月份的白天CO2通量强度分别为0.38 mg s-1m-2和0.2 mg s-1m-2左右;其差异与草地土壤水分和植物长势有关.  相似文献   

8.
广州番禺地区草地陆气相互作用观测研究   总被引:3,自引:1,他引:3       下载免费PDF全文
介绍了2004年在广州番禺进行的陆气相互作用观测试验。观测研究表明:新型的超声风温仪虽然带有雨滴防护沙网, 但雨滴对超声观测的误差影响显著, 尤其是对u, w方向。雨天情况下与z/L相关系数很低, 湍流强度与稳定度不存在1/3次方关系。涡动相关法和能量平衡法计算的感热通量及潜热通量比较接近, 感热、潜热通量相关系数分别达到0.8699和0.8633, 两种方法带来的误差主要发生在近地层稳定度发生明显变化的时刻, 即在午间热通量的峰值或傍晚或晚间热通量的低值, 其中能量平衡法计算的感热、潜热普遍具有较大的正负峰值。涡动相关法计算的Qh+Qe普遍偏小, 与可用能量Rn-Qg多数情况下存在能量不平衡, 说明了忽略热存储项的地表能量平衡方程的局限性。番禺夏、秋季近地层各能量具有与太阳辐射相似的日变化特征, 但夏季的潜热大于感热, 而秋季则相反。近地面二氧化碳从5—8月是一个减低过程, 尔后上升到12月份浓度最高, 总体浓度值在350×10-6~400×10-6之间变化。  相似文献   

9.
黑河实验区非均匀地表能量通量的数值模拟   总被引:12,自引:13,他引:12  
利用三维非静力RAMS模拟研究了黑河实验区非均匀地表能量通量,模拟结果表明:绿洲地表净辐射通量较沙漠戈壁大;绿洲及沙漠戈壁下垫面上的Bowen比分别为0.4和4.0;夜间绿洲上整晚维持蒸发,并有负感热通量。模拟结果与测站实测结果与卫星反演值的对比研究指出,RAMS对绿洲下垫面潜热通量的模拟和沙漠戈壁下垫面感热通量的模拟与实测值基本一致。卫星遥感反演及数值模拟方法对净辐射的估算与实测较吻合,绿洲地表感热通量的卫星反演值较数值模拟结果更接近于实际,但潜热通量的模拟值则较卫星估算值更接近于实际;沙漠戈壁地表则是感热通量的模拟值较卫星反演值更接近于实际。上述分析为今后结合卫星遥感改进RAMS陆面过程参数化,使使用于模拟研究干旱区非均匀下垫面地气相互作用提供了可靠依据。  相似文献   

10.
不同下垫面湍流输送计算方法的研究   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
文章应用三种不同下垫面近地面层风速和温度梯度资料,代入风速和温度廓线公式,迭代求得感热通量及热量交换系数。确定Kh /Kw与稳定参数ξ的关系式。分别利用空气动力学方法和波文比能量平衡法计算潜热通量,并进行了比较。  相似文献   

11.
青藏高原中部季节冻土区地表能量通量的模拟分析   总被引:7,自引:3,他引:4       下载免费PDF全文
郭东林  杨梅学  李敏  屈鹏 《高原气象》2009,28(5):978-987
利用“全球协调加强观测计划之亚澳季风青藏高原试验(CAMP/Tibet)”中那曲地区BJ站2002年8月1日\_2003年8月31日的观测资料作为水热耦合模式(Simultaneous Heat and Water, SHAW)的强迫场,对青藏高原中部季节冻土区地表能量通量特征进行了单点模拟研究。通过对实测值与模拟结果的对比分析,发现SHAW模式能较成功地模拟该地区地表能量通量特征, 短波净辐射和长波净辐射的模拟值与观测值吻合较好, 净辐射和土壤热通量在夏半年的模拟值与观测值也吻合,但相对夏\, 秋季而言,它们在冬\, 春季的模拟值较观测值略偏大。模拟的感热和潜热通量的季节变化比较合理,由模拟的感热和潜热通量计算的Bowen比能较好地解释不同季节太阳辐射的能量转化。  相似文献   

12.
南极瑞穗站辐射平衡及湍流通量特征   总被引:3,自引:0,他引:3  
刘树华  于鹏  熊康 《气象学报》1994,52(1):68-77
本文利用南极瑞穗站1979—1980年近地面层微气象及辐射平衡等观测资料,分析了春、夏、秋和冬季辐射平衡分量的日、年变化特征,采用空气动力学方法和廓线梯度迭代法计算了不同季节的动量通量、感热通量和由能量平衡方程得到的潜热通量的日变化特征,并对计算结果进行了比较。文中还对湍流热量交换系数、湍流动量交换系数与理查孙数的日变化关系进行了讨论。  相似文献   

13.
14.
Insect outbreaks are major disturbances that affect a land area similar to that of forest fires across North America. The recent mountain pine bark beetle (D endroctonus ponderosae) outbreak and its associated blue stain fungi (Grosmannia clavigera) are impacting water partitioning processes of forests in the Rocky Mountain region as the spatially heterogeneous disturbance spreads across the landscape. Water cycling may dramatically change due to increasing spatial heterogeneity from uneven mortality. Water and energy storage within trees and soils may also decrease, due to hydraulic failure and mortality caused by blue stain fungi followed by shifts in the water budget. This forest disturbance was unique in comparison to fire or timber harvesting because water fluxes were altered before significant structural change occurred to the canopy. We investigated the impacts of bark beetles on lodgepole pine (Pinus contorta) stand and ecosystem level hydrologic processes and the resulting vertical and horizontal spatial variability in energy storage. Bark beetle-impacted stands had on average 57 % higher soil moisture, 1.5 °C higher soil temperature, and 0.8 °C higher tree bole temperature over four growing seasons compared to unimpacted stands. Seasonal latent heat flux was highly correlated with soil moisture. Thus, high mortality levels led to an increase in ecosystem level Bowen ratio as sensible heat fluxes increased yearly and latent heat fluxes varied with soil moisture levels. Decline in canopy biomass (leaf, stem, and branch) was not seen, but ground-to-atmosphere longwave radiation flux increased, as the ground surface was a larger component of the longwave radiation. Variability in soil, latent, and sensible heat flux and radiation measurements increased during the disturbance. Accounting for stand level variability in water and energy fluxes will provide a method to quantify potential drivers of ecosystem processes and services as well as lead to greater confidence in measurements for all dynamic disturbances.  相似文献   

15.
黄土高原塬区地表辐射和热量平衡观测与分析   总被引:13,自引:11,他引:13  
利用2005年夏季黄土高原塬区陆面过程野外试验(LOPEX05)的观测资料,初步分析了甘肃平凉黄土高原塬区地表辐射收支和热量平衡特征。结果显示,黄土高原塬区地面长波辐射大于大气长波辐射,典型晴天、阴天和雨天情况下两者平均差值分别为65,25和8 W.m-2;对于地气能量交换各个分量而言,黄土高原塬上和塬下在相同下垫面下的差别不大,但裸地和有植被的下垫面差别很明显;在白天,潜热在净辐射中所占的比重较大,其次是感热,最后是土壤热通量。对能量平衡中的储存项如热通量板上层土壤的热存储和植被冠层存储进行了估算,结果表明,土壤的热储存项在-30~70W.m-2之间,而植被的热能储存项在-10~25 W.m-2之间。在考虑估算的存储项之后,能量平衡散布图斜率由0.68提高到0.79,相关系数R由0.90提高到0.93,两者分别提高了11.0%和3.0%,并对能量不平衡有明显的改进,说明能量储存项在地表能量闭合中必须考虑。  相似文献   

16.
柽柳灌丛热量收支特性与蒸散研究   总被引:5,自引:1,他引:5  
Bowen能量平衡法是广泛用于测定各种低矮植物蒸散的常用方法。本文将改进的波文比—能量观测系统用于测定灌木柽柳群落的测定,通过6~9月对感热通量、潜热通量、土壤热通量等的测定,计算出额济纳地区柽柳灌丛(6~9月)的蒸散量为335.31mm;在8月潜热通量占能量支出量的62.85%,感热通量占32.85%,土壤热通量占4.44%。在日变化中,潜热在上午大于感热,下午感热交换大于潜热。  相似文献   

17.
针对陆面模式Noah-MP对兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)2009年8月地表热通量模拟值偏差大的问题,通过分析相关物理过程和模拟试验来探究偏差的来源,并确定合适的参数化方案:采用Chen97方案计算感热输送系数可以改善感热通量的模拟;采用Jarvis气孔阻抗方案能增大植被蒸腾,改进模式对潜热通量的模拟效果,同时也使热通量在感热和潜热间的分配比例合理;采用LP92方案可减小土壤蒸发阻抗并有利于土壤蒸发,使得模式对潜热通量的模拟效果变好。不同参数化方案的组合试验表明:同时采用2组或3组新的参数化方案组合可以进一步减小模拟的地表感热和潜热通量的均方根误差,但是土壤湿度和温度的模拟效果并没有同步改善。  相似文献   

18.
利用那曲高寒气候环境观测研究站本部BJ观测点2014年6-8月的近地层观测资料,结合CLM4.5陆面模型,探究空气动力学粗糙长度、叶面积指数、植被覆盖度和热力学粗糙长度参数化方案的改变对陆面能水平衡的模拟结果产生的影响,并且探讨了粗糙度及植被状态指数影响陆面能水平衡模拟性能的机制.结果表明:(1)CLM4.5默认的热力...  相似文献   

19.
The sensible heat loss from a stand of winter wheat was calculated from radiometric measurements of crop surface temperature, measurements of air temperature, and an atmospheric resistance to momentum transfer; corresponding latent heat flux was obtained through the energy balance equation. These estimates of sensible and latent heat were compared with fluxes from the Bowen Ratio method. When radiative temperature was derived using a measured canopy emissivity of 0.98, calculations of sensible heat flux were systematically 50–100 W m-2 less than Bowen Ratio values. The two techniques agreed more closely when an apparent emissivity of 0.96 was used with an apparent reflectivity of 0.03. The mean difference between the estimates of latent heat flux was then -16 ± 32 W m-2.The surface temperature method showed less systematic error in comparison with the Bowen Ratio values than did estimates using the aerodynamic method.On leave from: University of Nottingham, School of Agriculture, Loughborough LE12 5RD.  相似文献   

20.
农田蒸散量计算方法的比较研究   总被引:9,自引:1,他引:8  
根据观测资料,采用波文比法、廓线梯度法和综合阻地等分别计算了农田植被层上的蒸散量,并对比分析了不同方法之间的相对误差和相关程度。结果表明,用波文比法计算的潜热通量存在系统性偏小的现象,而工法和综合阻抗法的计算结果比较一致。文中还讨论了不同方法的优缺点和产生误差的可能原因。  相似文献   

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