【摘 要】
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小型水体(面积<1 km~2)数量众多,总面积占全球内陆水体总面积的40%以上。小型水体蒸发在大气的物质和能量收支及局地水循环中扮演着重要角色。但在天气气候模式中却常常将其忽略,或依据大型水体的理论估算小型水体蒸发,这势必会引起误差。因此,准确观测小型水体蒸发量,并厘清其驱动机制,对于发展天气气候模型和改进水资源管理至关重要。本研究以安徽省全椒县一处养殖鱼塘为内陆小型水体的代表,采用涡度相关法观测
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小型水体(面积<1 km~2)数量众多,总面积占全球内陆水体总面积的40%以上。小型水体蒸发在大气的物质和能量收支及局地水循环中扮演着重要角色。但在天气气候模式中却常常将其忽略,或依据大型水体的理论估算小型水体蒸发,这势必会引起误差。因此,准确观测小型水体蒸发量,并厘清其驱动机制,对于发展天气气候模型和改进水资源管理至关重要。本研究以安徽省全椒县一处养殖鱼塘为内陆小型水体的代表,采用涡度相关法观测2017年6月至2020年5月为期3年的蒸发,量化水汽传输方程的传输系数和Priestley-Taylor模型系数,并针对文献数据开展综合分析。旨在(1)研究小型水体的能量收支;(2)研究小型水体蒸发过程水汽传输效率的变化特征及其影响因素;(3)研究平流对小型水体蒸发过程的影响及其驱动因子。主要研究结果如下:(1)小型水体的能量收支情况:净辐射与潜热通量均呈夏高冬低的季节变化特征,后者最大值出现月份(8月)滞后前者(7月)一个月。感热通量整体夏高冬低,但12或1月也会出现高值,8月达到最大值。热储量变化项每年在8月从正值翻转为负值。波文比呈夏低冬高的季节变化特征,最大值出现在12或1月,最小值出现在5或7月。能量平衡闭合度为72%。(2)小型水体蒸发的水汽传输效率:水汽传输系数存在夏高冬低的季节变化特征,7或8月最大,1或2月最小,变化范围为1.9×10-3~3.4×10-3,与风速存在显著负相关关系、与自由对流强度(水面和空气温度差)存在显著正相关关系。因此,本文构建了基于温度差估算小型水体水汽传输系数的参数化方案。针对前人内陆水体水汽传输系数随水体面积减小而增大的假设,通过整合分析文献结果和本文结果,发现二者相关性不显著。(3)小型水体蒸发的平流影响:小型水体蒸发受平流影响的程度暖季较弱,冷季较高,Priestley-Taylor模型系数的变化范围为1.14~1.78。就全球水体而言,无论水体大小,均有同样季节特征,但是小型水体或大型水体的岸边受到平流的影响相对较大。针对Priestley-Taylor模型中波文比参数化方案的改进模型,能够显著改善该模型对小型水体蒸发的估算。
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