黑河下游鼎新戈壁下墊面近地層能量輸送及微氣象特征研究.pdf

1、本文利用在甘肅酒泉金塔地區(qū)進(jìn)行的“綠洲系統(tǒng)能量與水分循環(huán)過程觀測(cè)與數(shù)值研究”野外試驗(yàn)獲得的鼎新戈壁下墊面近地層微氣象梯度觀測(cè)資料、輻射觀測(cè)資料和湍流觀測(cè)資料，首先確定了鼎新戈壁下墊面地表空氣動(dòng)力學(xué)粗糙度、地表反射率以及動(dòng)量和熱量總體輸送系數(shù)等幾種重要的地表參數(shù)并與其它下墊面地表參數(shù)進(jìn)行了比較分析；接著對(duì)風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫度和濕度等小氣候特征的季節(jié)變化規(guī)律進(jìn)行了研究；最后不僅分析了典型天氣條件下的地表輻射收支和能量傳輸特征，還將地表輻射收

2、支和能量傳輸特征的季節(jié)變化和年變化規(guī)律與典型綠洲和沙漠地區(qū)做了比較研究，通過分析得到如下幾點(diǎn)結(jié)論：
　　 (1)鼎新戈壁下墊面在中性條件下，空氣動(dòng)力學(xué)粗糙度為1.44×10-3m；動(dòng)量和熱量總體輸送系數(shù)分別為：CDN=2.1×10-3和CHN=1.8×10-3；5月份地表反射率為0.217，反射率日分布大致都成“U”型；風(fēng)速白天大于夜間，四季變化不大，垂直風(fēng)速梯度夜間大于白天；由整年8 m高度處風(fēng)向分析表明，沒有明顯的地方性風(fēng)，

3、局地環(huán)流和局地相互作用可忽略；白天溫度隨高度降低，夜間整層大氣處于逆溫狀態(tài)；比濕夜間大于白天，全年以4m高度處比濕最大，春、夏、秋季下層均可見逆濕；冬季比濕剖面從8m向上比濕梯度垂直減小，其他季節(jié)濕度的垂直梯度變化不大，接近等比濕分布。
　　 (2)戈壁地區(qū)輻射收支的季節(jié)差別非常明顯，季節(jié)平均日總量由大到小依次為夏季、春季、秋季和冬季，冬季總輻射日總量不到夏季的一半，凈輻射只有夏季的1/4多些；總輻射年總量達(dá)到6500 MJ．m

4、-2以上，在6月最大、12月最??；在4月份沙塵天氣對(duì)戈壁地區(qū)總輻射有一定的影響；地表反射率整體表現(xiàn)為夏季小、冬季大，年平均值為0.241，比HEIFE實(shí)驗(yàn)區(qū)中綠洲的大，而小于沙漠地區(qū)；地面有效輻射夏季最大，冬季最小；有效輻射與吸收輻射之比夏季最小、冬季最大，年平均為0.56，比沙漠的稍小而遠(yuǎn)大于綠洲地區(qū)；地表凈輻射年總量達(dá)到2360MJ·m-2，大于沙漠地區(qū)，比綠洲地區(qū)小很多。
　　 (3)地表能量平衡各分量均具有明顯的日變化和

5、季節(jié)變化規(guī)律，7月典型晴天天氣下，能量平衡各量表現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)的日循環(huán)形態(tài)，白天感熱通量峰值達(dá)到574W·m-2，地?zé)崃髁糠逯颠_(dá)到101W·m-2，潛熱很??；然而在降水天氣下地氣之間能量傳輸以潛熱蒸發(fā)為主，感熱很小，地?zé)崃髁繛樨?fù)值；在夜間和正午時(shí)刻存在負(fù)水汽輸送現(xiàn)象；在清晨和下午有自地表向大氣的水汽蒸發(fā)過程；晴天地表最高溫度達(dá)到51℃，無(wú)論晴天和陰天，地表和淺層(5cm和10cm)土壤溫度均表現(xiàn)為準(zhǔn)正弦曲線變化；與敦煌戈壁相同，土壤溫度的活動(dòng)

6、層基本在10cm范圍以內(nèi)，40cm以下地溫已不存在日變化特征；降水天氣下，地表和淺層土壤溫度有隨時(shí)間減小的趨勢(shì)；感熱通量季節(jié)平均的峰值在250～400W·m-2之間，地?zé)崃髁考竟?jié)平均峰值在100W·m-2以下，它們均在在夏季最大，冬季最?。粷摕嵬咳甓急容^小，季節(jié)平均的最大值只有15W·m-2，地氣之間的能量傳輸主要通過感熱輸送來(lái)完成；云和降水對(duì)能量平衡的影響程度達(dá)到25％左右，比極端干旱的敦煌荒漠戈壁地區(qū)要稍大，而小于半干旱的隴中黃