【摘 要】
:
湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统。长期以来,生态系统长期通量观测大都集中在草地,农田和森林生态系统,关于湿地的相关研究,特别是基于长期观测资料的研究甚少,制约着对湿地陆-气通量输送的准确估算。我国通量观测研究与网络建设起步较晚,涡度相关观测只有7年多的时间,且涡度相关系统仪器较为昂贵,难以普及。而风速、温度和湿度的梯度观测开始时间早,资料较易获取。因此,基于梯度观测资料获取陆-气通量成为人们
论文部分内容阅读
湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统。长期以来,生态系统长期通量观测大都集中在草地,农田和森林生态系统,关于湿地的相关研究,特别是基于长期观测资料的研究甚少,制约着对湿地陆-气通量输送的准确估算。我国通量观测研究与网络建设起步较晚,涡度相关观测只有7年多的时间,且涡度相关系统仪器较为昂贵,难以普及。而风速、温度和湿度的梯度观测开始时间早,资料较易获取。因此,基于梯度观测资料获取陆-气通量成为人们关注的焦点。已有研究表明,目前基于梯度观测资料计算陆气通量的方法中,变分法(variational technique, VT)充分利用了边界层观测资料、Monin-Obukhov相似性理论和地表能量平衡方程,使算法更加稳定可靠,是目前除涡度相关技术外的最优计算方法。本研究利用盘锦芦苇湿地2005年和2006年的开路式涡度相关系统和微气象梯度系统观测资料定量描述了盘锦芦苇湿地下垫面的空气动力学特征及其统计不稳定性,分析了其主导影响因子。在此基础上,验证了B-D稳定度函数参数化方案的适用性。同时反演了盘锦芦苇湿地的变分法权重系数,探讨了其主导影响因子,提出了变分法权重系数的估算方法。主要结论如下:1)盘锦芦苇湿地非生长季的零平面位移(d)可按照Garratt建议的2/3植被高度(h)计算;生长季的d值和植被群落高度呈很好的线性相关关系,( d = 0.77h),略大于(2/3)h,可能与生长季湿地芦苇群落稠密有关;芦苇湿地粗糙度(z0)与叶面积指数(LAI)呈二次曲线关系,z0/h随LAI增大迅速减小并逐渐趋于稳定。2)盘锦芦苇湿地近地面层一般不存在极稳定或极不稳定的层结,经常维持弱稳定和弱不稳定层结。3)基于观测资料拟合的盘锦芦苇湿地近地面层不稳定层结(-0.4<z/L<-0.01)下的动量和感热稳定度函数与B-D参数化方案较为一致,B-D方案适用于盘锦芦苇湿地近地面层湍流通量计算。需要指出的是,在此稳定度范围之外B-D方案的适用性还需进一步验证。4)初步建立了估算变分法权重系数的统计学方法,指出变分法权重系数在不同月份并不相同,变分法权重系数不仅与仪器误差有关,还受下垫面植被生长的动态影响,包括植被高度和零平面位移等。5)与涡度相关方法相比较,变分法受能量平衡方程的限制,能量闭合度更高,水热通量之和更加集中在有效能附近,与已有的研究结果相吻合。
其他文献
随着人们对空气净化的要求愈发精细,我们设计了一款可更换滤芯的空气净化器(图1)。该过滤器的过滤强度可以通过更换滤芯进行调整:滤芯分多个净化强度等级(图2),以适应不同等级的净化要求,如病毒级别净化、重污染空气净化、普通污染净化等,以适应家庭、办公场所、厂区等环境。另外,滤芯可允许取出清洗和反复使用,保证了产品的环保性。
积层混合云降水是环北京地区降水的一种主要类型。观测显示,积层混合云有自己独特的动力热力结构,降水过程也有自己的特点。深入探讨环北京地区积层混合云降水发展的动力和微物理机制不仅有利于提高对该类型降水的预报预测水平,也能为人工影响天气工作提供理论支持。本文主要分四部分内容:第一部分系统地回顾了近些年来对积层混合云降水的研究,指出目前存在及待解决的问题;第二部分简要介绍WRF-ARW模式主体及其采用的积
随着数值预报模式分辨率的提高,模式地形的坡度会越来越陡峭。模式采用的地形追随坐标所引起的气压梯度力计算误差和质量平流计算误差也来越大,这是精细化数值预报模式发展所面临的突出问题。本文尝试分析研究的问题是如何改进传统的地形高度追随坐标的设计,提高数值预报模式对复杂陡峭地形的处理能力。本文通过平滑高层坐标面的地形影响来减少气压梯度力计算误差和质量平流计算误差。平滑的方法是在垂直坐标形式中将相对坐标面高
高原低涡是夏季高原地区的主要降水系统,少数高原低涡能够东移出高原发展,影响高原临近及下游地区,引发这些地区一次大范围的灾害性天气过程。本文利用TRMM卫星资料、ECMWF再分析资料、西藏地面气象站资料,结合天气学诊断分析对不移出的高原低涡个例“98.7.3-4”和移出的高原低涡个例“01.6.1-5”的降水结构和动力结构特征进行了分析研究,并将二者的特征进行了对比,得到如下结论:(1)TRMM卫星
利用2005-2007年南极中山站至Dome-A考察断面上3个中澳合作自动气象站(AWS)的观测资料和中山站地面常规观测资料及2008年夏季在中山站附近冰盖上所获取的湍流观测资料,分析了南极冰盖表面积雪升高对AWS观测资料的影响,并进行了修正;讨论了中山站至Dome-A断面的气候特征;并对七种常用的湍流通量参数化方案在南极内陆冰盖的适用性进行了探讨;初步得到中山站至Dome-A断面近地层湍流参数的
随着模式网格分辨率的提高,中尺度模式中越来越多用到显示云物理方案。许多研究表明,云微物理过程对描述降水过程和揭示降水的物理机制是非常重要的。本文利用非静力GRAPES区域模式,地面降水观测资料,结合MODIS,Cloudsat卫星云产品,重点对比检验NCEP3、NCEP5、CAMS三种云方案对降水云系宏观量(柱云水含量、云顶温度、过冷水云顶温度)、云微观量(云水、冰水)的预报影响。研究表明:(1)
高空大气温度变化趋势是气候研究的一个重点和难点,随着1978年TIROS-N卫星的发射,卫星对高空大气温度的探测已积累了30多年的观测资料,使长时间序列的卫星资料在气候研究上成为传统探空资料的重要补充。针对目前MSU/AMSU序列在中国高空大气温度变化趋势研究较少的现状,本文将国外科学家整合处理的三套MSU/AMSU序列数据集(UAH、RSS、STAR)以及通道组合订正平流层冷却效应的方法应用于中
气溶胶对气候的影响受到越来越多的关注,巨大的排放和显著的辐射强迫使硫酸盐成为气溶胶气候效应得主要研究对象。论文利用全球气候模式CAM3模拟分析了对硫酸盐的气候效应,文章主要分为三部分:1)对CAM3模拟能力的评估,通过与卫星观测资料的对比,CAM3可以很好地模拟水循环因子,再现云、降水、水汽的空间和季节分布,不过在数值上存在一些偏差,云量普遍偏低。2)硫酸盐的直接气候效应。模式只考虑硫酸盐的情况下
畜牧业是现阶段农业发展的重要组成部分,也是当前诸多农户收入的主要来源,这也说明畜牧业发展具有更好的发展空间。基于此,本文详细探讨了畜牧业产业化发展的主要方向,并根据目前的发展情况,提出具体的完善策略,为当地畜牧业产业化发展提供一些帮助,推动农业更进一步向前迈进。
本文利用常规观测资料、NCEP再分析资料、卫星以及多普勒天气雷达资料,对2007年7月19日发生在祁连山地区的一次强降水过程进行了深入的观测分析。在此基础上,用ARPS中尺度模式研究了祁连山地形对云和降水结构及微物理过程的影响,得出以下结论:1)200 hPa西风槽、500 hPa西北低涡和地面冷锋是这次强降水过程的主要影响系统。2)这是一次对流性不太强的积层混合性降水,降水开始前,先有一股冷空气