【摘 要】
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利用内蒙古锡林浩特国家气候观象台2009年和2010年涡动相关观测资料和梯度观测资料,对草原下垫面涡动相关数据进行了前期处理和质量控制,并用涡动相关法和波文比能量平衡法计算的结果为参考,对比了模式中常用的几种通量参数化方案,并分析了总体输送系数和空气动力学参数的变化特征。主要结论如下:(1)由于地形变化会影响涡动相关观测系统的测量精度,采用二次坐标旋转进行修正;冬季仪器结冰、降雪、风沙会影响仪器的
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利用内蒙古锡林浩特国家气候观象台2009年和2010年涡动相关观测资料和梯度观测资料,对草原下垫面涡动相关数据进行了前期处理和质量控制,并用涡动相关法和波文比能量平衡法计算的结果为参考,对比了模式中常用的几种通量参数化方案,并分析了总体输送系数和空气动力学参数的变化特征。主要结论如下:(1)由于地形变化会影响涡动相关观测系统的测量精度,采用二次坐标旋转进行修正;冬季仪器结冰、降雪、风沙会影响仪器的测量精度,导致高频数据产生异常值,将AGC>90的值进行必要的剔除;夜晚小风速情况下,湍流交换几乎停滞,仪器测量的值不准确,以U<1.5m/s为阈值进行剔除。(2)采用两种空气动力学方法(BD法、HB法)、波文比能量平衡法(BREB法)计算湍流动量通量、感热通量和潜热通量,并用涡动相关法(EC法)计算的结果为参考标准进行对比分析。结果表明:三种方法计算的湍流通量日变化和季节变化趋势基本一致,但量值存在一定的偏差。BD法和HB法均高估动量通量,非生长季节偏差大于生长季;BREB法高估感热通量,BD法低估感热通量,并且生长季偏差大于非生长季,HB法计算的感热通量与EC法最为接近,并且生长季偏差小于非生长季;BD法与BREB法普遍低估潜热通量,偏差在生长季高于非生长季,HB法估计的潜热通量几乎接近EC法,生长季偏差仅为-2.277W/m2。几种方法相比,HB法计算的通量能量闭合率较高,在内蒙古草原下垫面有较好的适用性。(3)总体输送系数特征和空气动力学参数分析表明:动量输送系数(Cd)和热量输送系数(Ch)存在相同的季节变化和不同的日变化特征,夏季最大,冬季最小,Cd的日变化为单峰型,而Ch多为双峰型;Cd随高度增加而减小,Ch仅在夏季随高度增加而减小;Cd和G在不稳定情况下均随风速增大而减小,而在稳定情况下,Ch随风速无明显变化,Cd先随风速增大而减小,当风速大于6m/s时随风速增大而增大并趋于常值。逆温条件下,Cd和Ch随温差的减小而增大,反之,Cd随温差增大而增大, Ch与温差呈明显反比例变化特征。受下垫面牧草生长高度的影响,粗糙度呈现出先增大,后减小的季节变化特征,夏季最大(0.045m),春秋次之,冬季最小(0.003m)。
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