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本文应用现代气象学原理和方法,以三江平原典型沼泽湿地为研究对象,利用观测数据和SHAW模型对三江平原季节性积水湿地和常年积水沼泽湿地的能量传输过程进行分析和模拟,结果表明:
三江平原沼泽湿地的总辐射和净辐射通量具有明显的季节变化:在5月末开始逐渐上升,6月末、7月初达到全年最大值,之后缓慢下降,7、8月受降雨影响,总辐射逐日变化比较剧烈。生长季净辐射通量约占总辐射的55%左右,潜热通量是其最主要的支出项。季节性积水湿地的潜热通量在6、7和8月份中所占比例比较大,一般均大于80%。尤其是在7月份达到了107.9%。而显热通量在这三个月份中所占比例均比较小,一般在20%以下。在7月份甚至表现为负值。在植物生长旺季的6、7和8月份,能量消耗主要以潜热蒸发为主。9月份以后,潜热通量所占比例开始大幅减少,显热通量所占比例大幅上涨。能量消耗主要以显热交换为主。土壤热通量在整个植物生长期间所占的比例都比较小,小于8%;常年积水沼泽湿地潜热通量季节变化趋势与季节性积水湿地类似,但其潜热通量所占净辐射比例较季节性积水湿地小很多,生长旺季通常只占净辐射的40%左右。常年积水沼泽湿地显热通量的季节变化不明显,约占净辐射通量的27%左右,而土壤热通量所占比例较大,占净辐射的比例通常大于30%,其变化趋势与季节性积水湿地类似。
晴天情况下季节性积水湿地和常年积水湿地总辐射及净辐射同进程呈单峰型,日出后迅速上升,12:00左右达到最大值,然后下降,日落后迅速下降,净辐射夜间可降低到-30W/m2左右。季节性积水湿地和常年积水沼泽湿地的潜热通量、显热通量和土壤热通量在三种典型天气情况下的日变化曲线都与总辐射的日变化相似,其变化主要集中在4:00至20:00之间,其它时间变化很小甚至无变化。
通过对原始SHAW模型和改进模型模拟结果的检验和验证,证明原始SHAW模型可适用于季节性积水湿地能量平衡要素的模拟,而改进的模型则可较好的模拟积水较深的常年积水沼泽湿地能量平衡要素。