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黃土高原土壤濕度對地表能量和大氣邊界層影響的觀測研究

馬英賽; 孟憲紅; 韓博; 余曄; 呂世華; 欒瀾; 李光偉 中國科學院西北生態環境資源研究院/寒旱區陸面過程與氣候變化重點實驗室; 甘肅蘭州730000; 中國科學院大學; 北京100049; 中山大學大氣科學學院廣東省氣候變化與自然災害研究重點實驗室; 廣東珠海519082; 中國科學院平涼陸面過程與災害天氣觀測研究站; 甘肅平涼744015; 成都信息工程大學大氣科學學院/高原大氣與環境四川省重點實驗室; 四川成都610225; 南京信息工程大學氣象災害預報預警與評估協同創新中心; 江蘇南京210044; 印第安納大學伯明頓分校地球大氣科學學院; 美國印第安納州47408
  • 黃土高原
  • 土壤濕度
  • 波文比
  • 地表輻射通量
  • 地表湍流通量

摘要:利用黃土高原區域甘肅平涼地區陸面過程與災害天氣觀測研究站2016-2017年夏季(6-8月)晴好天氣下的觀測資料,定量分析了平涼地區土壤濕度在干、中、濕三種不同狀況下對地表輻射和地表能量分配及大氣邊界層的影響,并根據總體變化趨勢,將土壤濕度進一步分為干、中區間(0.158~0.220 m^3·m^-3)和中、濕區間(0.179~0.325 m^3·m^-3),與波文比、感熱通量、潛熱通量進行相關性分析,從而探究土壤濕度通過影響地表能量分配和大氣邊界層進而影響降水的可能物理機制。結果表明:(1)土壤濕度變化對反照率影響相對較小,對波文比影響顯著,主要是影響感熱、潛熱變化,即影響地表能量分配過程。隨著土壤濕度增加,潛熱增大,感熱減小,波文比顯著降低;土壤濕度變化對地表凈輻射影響顯著,主要影響凈長波輻射變化,隨著土壤濕度增加,凈短波輻射呈現略微增加,凈長波輻射顯著增加。(2)土壤濕度分區間分析結果顯示,土壤濕度在干、中區間(0.158~0.220 m^3·m^-3)對潛熱通量以及邊界層高度的影響相比土壤濕度在中、濕區間(0.179~0.325 m^3·m^-3)的影響更大,即土壤偏干情況下,地表通量變化和大氣邊界層發展更顯著。此次觀測數據定量分析結果與理論機理較為一致,表明該觀測數據的可靠性,可為數值模式在黃土高原區域的模擬提供重要的數據基礎。

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高原氣象

  • 預計1-3個月 預計審稿周期
  • 2.38 影響因子
  • 環境 快捷分類
  • 雙月刊 出版周期

主管單位:中國科學院;主辦單位:中國科學院寒區旱區環境與工程研究所

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