黄土高原半干旱区地表能量平衡的观测试验研究

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利用兰州大学半干旱气候与环境观测站2006年4月～2008年4月的地表辐射、湍流通量和土壤等观测资料，初步分析了黄土高原半干旱区地表辐射特征、能量收支规律及地表反照率的日、季、年际变化特征，研究了雨雪天气过程对它们的影响，并讨论了土壤湿度与地表反照率的关系。同时，根据兰州大学气候灾害监测系统在景泰县兰大农场3-4月份的观测资料与同期SACOL站的辐射资料进行对比分析，得到以下主要结果： (1)地表辐射各分量月平均的日变化特征与晴天的基本一致，说明晴天条件下地表辐射的日变化具有一定的气候代表性；太阳辐射、反射辐射和净辐射日变化的位相相同，在13:00时达最大，地表长波和大气逆辐射对太阳辐射的响应时间分别为1、2小时。 (2)各辐射分量日均值的年变化显著，太阳辐射、反射辐射、大气逆辐射、地表长波及净辐射的年变幅分别为：300、75、230、270、253.3 W/m2，平均年总量分别为5916.5、1389.9、8875.2、11587.5、1813.5 MJ/m2。净辐射在年循环中有两次方向转换期：一次是冬季辐射平衡以地表长波辐射为主时，净辐射由正值转为负值，另一次是在其他季节以太阳辐射为主要贡献项时，净辐射由负值转为正值。 (3)地表反照率受雨雪天气过程影响较大，晴天表现为中午低，早晚高的“U”形结构；雪未完全融化前呈早上高，傍晚低的特点，而降水过后则呈现早上低，晚上稍高的特征。反照率月平均的日变化与晴天的一致，冬季的降雪可引起反照率的跳跃，而降水则使其减小；同时，反照率与土壤体积含水量呈指数衰减关系，即随着土壤含水量的增加，反照率逐渐减小，增加到一定程度后反照率几乎保持不变。 (4)能量平衡各分量的日、季、年变化十分显著，除夏季外，感热占能量平衡的比例均高于潜热；月平均日变化中，感热通量变幅远大于潜热，只有夏季才与感热相当，甚至超过感热，这是由于降水主要集中在夏季造成的。同时，两者都呈反位相变化。 (5)2008年3、4月景泰站点的太阳辐射、大气逆辐射日变化与SACOL站基本一致，3月太阳辐射的最大值达800W/m2，4月都在800W/m2以上，甚至还有达到1000W/m2：从两个站看，4月平均的大气逆辐射比3月的变幅大，且景泰观测点的变幅都比榆中的强。这表明，景泰地区3、4月云量的变幅比榆中地区的大。3、4月份温度和相对湿度的日变化都呈反位相关系。 (6)白天，沙尘粒子对近地面层的大气有一定的加热作用，这种作用会加热沙尘过程中带有的水汽，使其蒸发，引起相对湿度降低；而晚上，由于没有太阳辐射，沙尘粒子的加热作用就不存在，近地层大气温度一直保持负值变化，而沙尘过程附带的水汽使相对湿度有所增加，之后又有所减少。

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作者
闭建荣;
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作者单位

兰州大学;

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授予单位兰州大学;
学科大气科学气象学
授予学位硕士
导师姓名黄建平;
年度 2008
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类地面气象观测;地面温度变化;
关键词
黄土高原; 地表能量; 观测试验;

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