论文部分内容阅读
选取近似相同气候背景、不同下垫面条件的半干旱区观测站资料进行比较分析,考察在类似气候背景、地理环境等因素情形下,不同下垫面陆气相互作用特征的异同。利用美洲通量观测网提供的北美半干旱地区US-Srm、US-Whs、US-Wkg站2010年1月-2011年12月的观测资料,以及北美半湿润地区US-Bkg站2008年1月-2009年12月观测资料,包括常规气象观测数据、涡动通量、土壤参数及地表辐射的观测数据,比较分析各个站点的地表通量、辐射变化和能量平衡等特征,并与位于我国半干旱区的观测站——甘肃榆中的兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL),通榆的中科院草原、农田站已经获得的观测结果进行比较,揭示了半干旱地区不同下垫面陆气相互作用的变化特点。(1)温度、风速、相对湿度呈现明显的日变化和年变化。温度和相对湿度的日变化呈单峰单谷结构,风速呈单峰结构,风速和温度的峰值出现在下午,相对湿度变化趋势相反,峰值出现在清晨,15:00前后达到谷值。半干旱区3个站中,US-Srm各月温度均值最大,US-Wkg各月风速均值最大,降水集中在7-9月和冬季,US-Srm年总降水量大于其他2个半干旱区站。半湿润草地站US-Bkg各月温度均值小于半干旱区测站,降水集中在4-11月。(2)湍流通量的日变化、季节变化、年变化特征明显,动量通量与热通量日变化曲线呈单峰型,在正午前后达到峰值,?和H年变化曲线呈“M”型。半干旱区3个站除个别月份,H月均值始终大于LE,US-Srm(混合下垫面)?日、季、年变化幅度以及H日变化和年变化幅度均为最大;LE在降水集中的7-9月较大,US-Whs(灌木下垫面)LE年变化幅度最大;CO2通量(Fc)冬季日变化特征与其他季节不同,各测站间Fc日变化特征差异明显,US-Srm(混合下垫面)Fc变化范围最大,US-Whs(灌木下垫面)各季节Fc曲线较其他站最为接近。半湿润草地站US-Bkg的?日变化达到峰值时间早于半干旱区测站,4月之后LE大于H占主导。(3)地表净辐射Rn、太阳总辐射Si、反射太阳辐射So和地表长波辐射Lo的日变化特征相似,呈单峰结构,日间通量值大于夜间,大气逆辐射Li日变化特征不明显。地表反照率有明显的日变化特征,在清晨及傍晚值较大,最小值出现在正午前后。半干旱区3个站各季节α日变化幅度和峰值差别较小,各测站间差异明显,US-Wkg(草地下垫面)白天α变化曲线呈“U”型,US-Whs(灌木下垫面)呈“一”型,US-Srm(混合下垫面)在春、秋、冬季呈“w”型,US-Wkg较其他2个半干旱区站呈现出较为明显的季节变化和年变化特征。半湿润草地站US-Bkg的α日变化曲线季节差异大于半干旱区测站,α季节变化和年变化特征显著于半干旱区测站。(4)土壤温度和热通量日变化、年变化特征明显,土壤含水量年变化特征明显,半干旱区3个站春季和夏季土壤热通量均值为正值,秋季和冬季为负值,US-Whs(灌木下垫面)土壤温度最高,各季节土壤热通量变化幅度和峰值均大于其他2个站。半湿润草地站US-Bkg土壤温度低于其他站,含水量高于其他站,土壤热通量各季节峰值和变化幅度均小于半干旱区测站。(5)能量平衡分量具有明显的日变化和年变化特征,各测站能量均不闭合,US-Srm、US-Whs、US-Wkg的不闭合程度分别为21%、19%、27%,灌木下垫面(US-Whs)能量损失最小,草地下垫面(US-Wkg)能量损失最大。半湿润草地站US-Bkg不闭合程度为32%。(6)北美半干旱区US-Srm、US-Whs、US-Wkg站的湍流通量、地表反照率和能量闭合特征与我国半干旱区SACOL、通榆草原、农田等站存在不同程度的差异。