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Exploring the surface energy exchange between atmosphere and water bodies is essential to gain a quantitative understanding of regional climate change, especially for the lakes in the desert. In this study, measurements of energy flux and water vapor were performed over a lake in the Badain Jaran Desert, China from March 2012 to March 2013. The studied lake had about a 2-month frozen period(December and January) and a 10-month open-water period(February–November). Latent heat flux(LE) and sensible heat flux(Hs) acquired using the eddy covariance technique were argued by measurements of longwave and shortwave radiation. Both fluxes of longwave and shortwave radiation showed seasonal dynamics and daily fluctuations during the study period. The reflected solar radiation was much higher in winter than in other seasons. LE exhibited diurnal and seasonal variations. On a daily scale, LE was low in the morning and peaked in the afternoon. From spring(April) to winter(January), the diurnal amplitude of LE decreased slowly. LE was the dominant heat flux throughout the year and consumed most of the energy from the lake. Generally speaking, LE was mostly affected by changes in the ambient wind speed, while Hs was primarily affected by the product of water-air temperature difference and wind speed. The diurnal LE and Hs were negatively correlated in the open-water period. The variations in Hs and LE over the lake were differed from those on the nearby land surface. The mean evaporation rate on the lake was about 4.0 mm/d over the entire year, and the cumulative annual evaporation rate was 1445 mm/a. The cumulative annual evaporation was 10 times larger than the cumulative annual precipitation. Furthermore, the average evaporation rates over the frozen period and open-water period were approximately 0.6 and 5.0 mm/d, respectively. These results can be used to analyze the water balance and quantify the source of lake water in the Badain Jaran Desert. 相似文献
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荒漠-绿洲芦苇地蒸散量及能量平衡特征 总被引：2，自引：0，他引：2
运用波文比-能量平衡法,对荒漠绿洲芦苇地的蒸散量及能量通量进行了连续的测定,并对芦苇地蒸散特点和能量平衡特征进行了分析和探讨。结果表明:①芦苇的蒸散速率日变化表现出明显的昼夜变化,蒸散量随着芦苇的不同生长阶段存在明显的季节变化,生长季芦苇地总蒸散量为252.5 mm,各阶段降水量均不能满足蒸散发的需水要求,需要地下水的补给。②地下水作为干旱区绿洲的主要水源,其对绿洲蒸散发耗水的影响也是极为重要。净辐射是芦苇地蒸散耗水的能量来源和驱动力,气温是蒸散发的主导影响因子。风速在这些主导因子的影响下,起到加速的作用。③荒漠绿洲芦苇地平均感热通量峰值一般在250~300 W/m2之间,潜热通量平均最大值120~230 W/m2,平均土壤热通量峰值约20 W/m2。6月感热通量在地面能量交换中占主要地位,感热通量占净辐射的52.7%,潜热通量占净辐射的42.6%。7月潜热通量占净辐射的55.0%,感热通量占净辐射的40.4%。9月感热通量占净辐射的60%以上,潜热通量仅占净辐射的30%。土壤热通量约占净辐射的8%。 相似文献
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New evidence for the links between the local water cycle and the underground wet sand layer of a mega-dune in the Badain Jaran Desert,China 总被引：2，自引：0，他引：2
Jun WEN ZhongBo SU TangTang ZHANG Hui TIAN YiJian ZENG Rong LIU Yue KANG Rogier van der VELDE 《干旱区科学》2014,(4):371-377
Scientists and the local government have great concerns about the climate change and water resources in the Badain Jaran Desert of western China. A field study for the local water cycle of a lake-desert system was conducted near the Noertu Lake in the Badain Jaran Desert from 21 June to 26 August 2008. An underground wet sand layer was observed at a depth of 20–50 cm through analysis of datasets collected during the field experiment. Measurements unveiled that the near surface air humidity increased in the nighttime. The sensible and latent heat fluxes were equivalent at a site about 50 m away from the Noertu Lake during the daytime, with mean values of 134.4 and 105.9 W/m2 respectively. The sensible heat flux was dominant at a site about 500 m away from the Noertu Lake, with a mean of 187.7 W/m2, and a mean latent heat flux of only 26.7 W/m2. There were no apparent differences for the land surface energy budget at the two sites during the night time. The latent heat flux was always negative with a mean value of –12.7 W/m2, and the sensible heat flux was either positive or negative with a mean value of 5.10 W/m2. A portion of the local precipitation was evaporated into the air and the top-layer of sand dried quickly after every rainfall event, while another portion seeped deep and was trapped by the underground wet sand layer, and supplied water for surface psammophyte growth. With an increase of air humidity and the occurrence of negative latent heat flux or water vapor condensation around the Noertu Lake during the nighttime, we postulated that the vapor was transported and condensed at the lakeward sand surface, and provided supplemental underground sand pore water. There were links between the local water cycle, underground wet sand layer, psammophyte growth and landscape evolution of the mega-dunes surrounding the lakes in the Badain Jaran Desert of western China. 相似文献
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地表能量不平衡问题一直是困扰地-气相互作用的难点之一。总结国际和国内一些观测试验不同下垫面的能量平衡状况,介绍了表征地表能量平衡状况的常用统计方法,并对能量不平衡的不同因素进行了探讨。浅层土壤热储存,由气温变化、光合作用和植被热储存等引起的地上热储存,以及垂直平流都会影响地表能量平衡。此外,由于不同能量分量足迹的差异,不均匀下垫面会影响通量观测的代表性和准确性,而且还会诱发中尺度环流和大尺度涡旋等复杂大气运动,不平稳的大气状态和夜间非充分混合的湍流,同样会困扰湍流通量的观测。为此,在对湍流通量严格质量控制的基础上,从单点涡动相关（简称EC）系统的平流热通量修正、多点EC的通量空间平均和大孔径闪烁仪（简称LAS）等通量足迹较大的通量修正等方面,对能量不平衡问题提出解决办法。建议在湍流混合不充分时,利用Penman-Monteith公式计算地表潜热;并对EC水汽通量与蒸渗计观测的真实地表蒸散进行了简单讨论,提出了大型蒸渗计算地表潜热通量的可能试验方法。
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沙漠化对内蒙地区水热通量及降水影响的数值研究 总被引：2，自引：0，他引：2
ＲＡＭＳ模式被应用于内蒙干旱地区气系统水热通量交换及水循环过程研究。本文通过敏感性试验,模拟了在半沙漠化和土壤含量变化的情况下内蒙地区地气通量交换的变化及其对降水的影响。 相似文献
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LAS测定显热通量的影响因子分析 总被引：10，自引：0，他引：10
利用 2 0 0 2年 3月 2 6日～ 7月 30日期间北京市昌平区小汤山镇裸地上大孔径闪烁仪 ( LAS)、涡度相关技术 ( Eddy)、波文比 ( Bowen)测定的显热通量及其它相关的观测资料 ,分析了 LAS测定的显热通量在不同的天气条件下的变化特征 ,并将 LAS测定的显热通量与各深度的土壤水分含量、土壤表面温度和水平风速作了相关性分析 ,通过对这些影响因子进行分析将有助于提高 LAS测定显热通量的精度。同时将 L AS测定的显热通量与涡度相关和波文比的观测值进行了对比分析 ,探讨了在均匀下垫面上 LAS测定的显热通量区域平均值与涡度相关和波文比测定的单点值之间的关系 ,有助于进一步研究均匀下垫面上显热通量的尺度转换效应 相似文献
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根据黑河下游额济纳绿洲柽柳灌丛波文比-能量平衡法的实测资料,分析了该地区的辐射特征,研究了热量平衡各分量的变化特征及热量平衡规律。在绿洲内部,其太阳辐射、净辐射具有明显的日进程和季节变化规律;太阳辐射月总量最大值(2133325.0kW.m-2)出现在6月份,最小值(133325.0kW.m-2)出现在10月份;在柽柳灌丛生态系统的热量平衡中潜热通量占能量支出量的62.85%,感热通量占32.85%,土壤热通量占4.44%。在日变化中,潜热在上午大于感热,在下午,由于湍流加剧,感热交换大于潜热。 相似文献
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利用云与地球辐射能量系统CERES(clouds and the earth’s radiant energy system)资料,对2003-2016年东亚不同区域单层低云物理属性及地面短波辐射强迫的季节时空分布特征进行研究。结果表明:①在空间分布上,辐射强迫与单层低云量在春秋两季有着较好的相似性,而与冰/液态水柱含量在春、夏、秋三个季节有着较好的一致性。②在时间变化上,北方地区夏季的单层低云对短波辐射的削弱作用是最强的;南方地区和西北地区最强的削弱作用发生在春季;东部海域则发生在冬季。在空间分布上,春、秋、冬季最强的低云削弱效应在南方地区。夏季,东亚低云对短波辐射的削弱作用各区域都较弱,大部分区域的负辐射强迫的绝对值小于200 W·m^-2。 相似文献
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城市公园绿地水热通量的环境影响因素定量分析 总被引：1，自引：0，他引：1
在北京近郊区海淀公园架设涡度相关仪,连续观测城市公园绿地水热通量及其环境影响因素数值日变化。分别采用神经网络、相关分析和灰关联方法研究植被生长季节影响水热通量的环境因素权重,结果表明:公园绿地水热通量受多个环境因素的综合影响,净辐射影响最大,其次是下垫面温度,再次相对湿度和气温影响潜热,风速对潜热的影响较弱,而气温和风速对显热的影响也相对较弱。神经网络方法直接给出非线性关系权值,分析结果较准确,优于统计分析方法。 相似文献
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荒漠下垫面陆面过程模式中重要参数的修正及模拟效果分析 总被引：1，自引：1，他引：0
通过对内蒙古阿拉善左旗荒漠下垫面观测数据的分析和模拟,重新修正了陆面过程模式Co LM中的重要参数值和参数化方案,并按照不同的组合方式设计了控制实验和敏感性实验,对比分析重要参数对该下垫面陆气相互作用的敏感性。主要结论有:(1)基于Monin-Obukhov相似性理论的最大频数法,优化了地表动力学粗糙度,重新计算和选择符合研究区域地表热力学粗糙度和土壤热导率的参数化方案;(2)参数优化和参数化方案修正后,提高了Co LM模式对土壤温度,感热通量和地表净辐射的模拟能力;(3)改善前后Co LM模式的模拟值与观测值对比表明,地表动力学与热力学粗糙度和土壤热导率分别在春夏季和秋冬季对地表温度影响较大,感热通量在夏半年主要对地表动力学粗糙度敏感,而土壤热导率对其影响很小。 相似文献
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塔里木盆地水面蒸发量的实验研究 总被引：10，自引：0，他引：10
本文根据阿克苏水平衡站 1 999年至 2 0 0 2年非冻结期 ( 4月至 1 0月 ) 2 0 m2蒸发池水面蒸发量及常规气象观测资料 ,探讨了水面蒸发量与气象要素的关系 ,并用灰色关联度分析法分析了各气象要素对水面蒸发的影响程度 ,建立了计算水面蒸发量的经验公式 ,结果表明( 1 )气象要素对 2 0 m2蒸发池旬平均水面蒸发量的影响程度从大到小的排列顺序为饱和水汽压差、气温、风速、水面温度、相对湿度差、气压、空气饱和差、实际水汽压 ;( 2 ) 2 0 m2蒸发池旬平均水面蒸发量与饱和水汽压差、空气湿度饱和差、气温、水面温度、风速、水汽压成正比关系 ;而与气压、相对湿度成反比关系 ;( 3)所有回归方程都达到极显著水平 ,可供塔里木盆地缺测资料地区选用。 相似文献
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卫星遥感结合地面观测估算中国西北区东部地表能量通量 总被引：5，自引：0，他引：5
采用定西麦田微气象观测站和试验区其它地区36个自动气象站、91个常规气象站资料,结合NOAA-16卫星的AVHRR资料,用地表能量平衡算法(SEBAL)推导中国西北区东部4~8月的日平均地表净辐射、感热、潜热、土壤热通量密度和波文比的区域分布特征,并按土地覆盖类型的不同分别统计沿黄灌区、冬春小麦雨养农田、草地、森林和沼泽草甸等不同地表的能量通量特征。结果显示:作物不同生育期,自南向北由湿润的常绿林区经半干旱雨养农业区直到干旱的荒漠地带,地表能量输送存在巨大的地区差异。计算结果与实测值之间的平均绝对百分误差为4%~21%,两者基本相符,该方法在算法上解决了用卫星资料反演地气温差的难点问题,提高了感热通量区域分布的计算精度。 相似文献
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秸秆覆盖农田的小气候特征和增产机理研究 总被引：12，自引：1，他引：11
利用2000～2002年的试验资料和2002～2003年的示范推广资料,对秸秆覆盖的农田小气候和增产机理进行分析.结果表明:秸秆覆盖对农田近地层气温、空气湿度和地温均产生明显影响,但对风速的影响不明显;秸秆覆盖可使地表层显热通量增大,潜热通量和土壤热通量减小,从而使土壤蒸发受限;由于覆盖抑制土壤表面蒸发,使土壤水分无效消耗减少,增加前期土壤水分积累,有利于植株后期蒸腾,使水分消耗从物理过程向生理过程转化,从无效消耗向有效消耗转化,从而增加作物产量,提高水分利用效率.秸秆覆盖可使冬小麦增产8.08%～10.71%,水分利用效率提高3.5%～8.4%;夏玉米增产6.08%～11.97%,水分利用效率提高7.8%～14.4%. 相似文献
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本研究在中科院阜康生态站进行，观测棉田灌溉前后蒸与与蒸腾。在灌溉后约一星期，蒸发量约占蒸散总量的１７％．在晴朗时，中午几个小时内，蒸发量相当大，当由平流引起的热流传输显著存在时，最大蒸散总量约占净辐射的１３０％。 相似文献
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利用云与地球辐射能量系统CERES（Clouds and the Earth's Radiant Energy System）资料,对2003—2016年东亚不同区域单层低云物理属性及地面短波辐射强迫的季节时空分布特征进行研究。结果表明：① 在空间分布上,辐射强迫与单层低云量在春秋两季有着较好的相似性,而与冰/液态水柱含量在春、夏、秋三个季节有着较好的一致性。② 在时间变化上,北方地区夏季的单层低云对短波辐射的削弱作用是最强的;南方地区和西北地区最强的削弱作用发生在春季;东部海域则发生在冬季。在空间分布上,春、秋、冬季最强的低云削弱效应在南方地区。夏季,东亚低云对短波辐射的削弱作用各区域都较弱,大部分区域的负辐射强迫的绝对值小于200 W●m-2 。 相似文献
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应用EOS-MODIS卫星资料推算西北雨养农业区能量通量 总被引：1，自引：1，他引：0
应用定西地区的气象资料和4次EOS-MODIS卫星资料,对典型的西北半干旱雨养农业区的基本地表特征参数进行反演,并在此基础上对各能量通量进行估算,进而分析了各通量的季节变化。结果表明,应用卫星数据估算的通量与净辐射之比与实际观测值基本接近,绝对误差在10%以内,其空间分布基本反映了当地的实际情况;土壤热通量、显热通量以及潜热通量的季节变化基本表现为冬季最小,其次是秋季,夏春两季最大;通量四季变化也呈现出不均匀的分布特性,频率分布范围较宽,体现了该区域的地形、地貌以及下垫面复杂的特征。 相似文献
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采集塔克拉玛干沙漠北缘肖塘观测站附近的土壤，应用Mastersizer-2000激光粒度仪测定土壤粒径，按照伍登-温德华粒级标准进行土壤成分分类，发现土壤类型并非均质沙土，在0~30 cm深度的浅层存在10%~24%的黏土,根据土壤成分比例对Noah陆面模式的土壤参数重计算，然后利用肖塘站2011年3月22日至7月25日的观测数据驱动Noah模式，对比修正土壤参数前后的模拟效果。结果表明：更新土壤参数后10 cm土壤温度模拟偏差减少0.62 ℃，土壤热通量偏差减小10.47 W·m-2，感热通量偏差减少7.02 W·m-2，地表净辐射偏差减少5.48 W·m-2，且效率系数达到更高的接受程度。通过泰勒图分析了土壤参数修正对Noah模拟效果的整体作用，表明修正土壤参数后的模式中热量传输扩散有一定的优化作用，10 cm土壤温度和热通量土壤温度模拟效果得到改进。 相似文献
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以黄土塬区冬小麦田为研究对象,基于涡度相关数据分析麦田能量平衡的日变化、季节变化和能量分配特征及其主控因子。结果表明,长武塬区麦田全年获得的净辐射(Rn)为2.56×103MJ·m-2·a-1,涡度相关系统的能量闭合度达到0.72。冬小麦生育期内,越冬期和灌浆期麦田主要能量支配项为感热通量(H),最大值出现在6月,为7.09 MJ·m~(-2)·d~(-1);其他生育期和休闲期,主要能量支配项为潜热通量(LE),最大值出现在5月,为10.71 MJ·m~(-2)·d~(-1)。波文比(β)在生育期平均值为0.57,休闲期为0.46。土壤热通量(G)年总量为-15.26 MJ·m-2·a-1,日总量最大值出现在6月,为1.85 MJ·m~(-2)·d~(-1),10月至次年1月为负值,表现土壤释放热量。 相似文献
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塔克拉玛干沙漠地表感热特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用1979年3月~2004年2月月平均的NCEP/DOE新再分析地表感热资料,在分析塔克拉玛干沙漠四季感热基本气候特征的基础上,通过EOF分析方法,对沙漠地表感热异常变化的空间结构和时间演变趋势作了诊断研究。结果表明:1)沙漠地区地表感热通量的分布存在较大的季节和区域性差异。2)根据各季地表感热距平场的EOF分析,该区感热异常主要有全区一致型、南北差异型以及西北~东南差异型三种常见的分布模态;3)近25年来,塔克拉玛干沙漠春季和夏季地表感热在第一空间尺度上总体变化趋势平缓,秋季在波动中有明显增强的趋势;在第二空间尺度上夏季和秋季变化趋势不太显著,而春季在沙漠北部有减弱的趋势,南部有增强的趋势。 相似文献