富营养化湖泊热力分层规律和机理的研究
发布时间：2021-01-19 08:03
湖体的热力层结对生态环境、气候变化和人类的生活有重要影响,是加速富营养化水体蓝藻爆发的重要因子。地理位置和深度决定了热力层结变化的格局。其中,浅水湖的热力层结变化与深水湖有显著不同。基于太湖中尺度通量观测网平台山站2015年的数据,本文对高度富营养化的浅水湖——太湖热力层结变化特征开展了研究。结果表明:（1）太湖热力层结的季节变化总体符合太阳辐射的季节特征,夏季热力层结强而持久,春季较冬季强,秋季较弱。其日变化特征明显,实际上,这些过程主要受到太阳辐射的热力分层作用和风力扰动的混合作用控制。这使得太湖的热力层结位置较浅,基本处在湖表或湖体中上部。太湖属于暖多次混合型湖泊,热力层结变化周期短（一天到几天）但强度很大（温度梯度最高可达5 ℃/m以上）,对气象条件响应较快,具有整层水温变化一致的特征。因此,太湖热力层结比起同纬度的深水湖来说,短期变化更剧烈但季节差异小。太湖与其他多次混合型浅水湖相比,仍然存在热力层结持续时间和出现频率的差异,这可能是由于局地气候、湖深和吹程的不同造成的。（2）在量化太湖湖水的热力层结强度时,混合层深度（MLD）这一概念被广泛使用。本文对比了 Kara的最佳标...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１太湖中尺度通量观测网及观测平台??
ｃ?Ｎ??图２．１太湖中尺度通量观测网及观测平台??本次研究选取时间段为２０１５年１月１日到１２月３１日，选用的数据包括气温、风??速、风向、向上和向下的长、短波辐射、水温梯度和感热、潜热通量数据。根据不同数??据的自身特性和研究要求，对数据进行了一定的质量控制。??对感热和潜热通量数据来说，在进行数据野点剔除［６２］、二次坐标轴旋转［６３］和ＷＰＬ??订正后［６４］，再根据阈值法对数据质量进行控制［６３］，共分别有２．９４％的感热通量数据和６．８２％??的潜热通量数据被剔除，其中包括１．１８％和３．６８％的缺测值。另外需剔除降水前后半小??时内的感热、潜热数据［２２］，最终两者分别有８８．１９％和８６．８７％的数据可以使用。对向下??短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和向上长波辐射四个辐射分量数据，设定阈值，??将向下短波辐射低于５?Ｗ／ｍ２（夜间）的时刻的短波辐射（向下短波辐射和反射短波辐射）??均设为０
以开展后续研究。??＿１??Ｊａｎ?Ｆｅｂ?Ｍａｒ?Ａｐｒ?Ｍａｙ?Ｊｕｎ?Ｊｕｌ?Ａｕｇ?Ｓｅｐ?Ｏｃｔ?Ｎｏｖ?Ｄｅｃ??Ｍｏｎｔｈ??图２．２平台山２０１５年水温观测系统各月可用数据占比??２．２太湖ＭＬＤ的确定标准探讨??２．２．１对ＭＬＤ标准的筛选分析??以上介绍的各类ＭＬＤ确定标准均分为“温度判据”和“密度判据”，同一标准下的两??种判据往往也会得到不同的结果，这是由水体盐度对密度的影响导致的，如海水的温度??跃层和密度跃层往往处于不同深度，两者之间的差异被称为“障碍层”［６６］。但是，太湖??是淡水湖，盐度较低，便可以避免这类问题，所以可以统一使用温度判据来计算太湖中??的?ＭＬＤ。??在方案选择上，由于客观方法（曲率标准、最佳线性拟合法和最大矢量角法）往往??要求水温廓线有很高的垂直分辨率，所以在太湖的五层观测系统中并非最佳选择。因此，??应选择主观方法来确定ＭＬＤ。在主观方法中，本文选用Ｋａｒａ的最佳标准与传统的差值??标准进行对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]Impact of Taihu Lake on City Ozone in the Yangtze River Delta[J]. Liang ZHANG,Bin ZHU,Jinhui GAO,Hanqing KANG. Advances in Atmospheric Sciences. 2017(02)
[2]应用E-ε湍流动能闭合湖泊热力学过程模型对东太湖湖-气交换的模拟[J]. 程昕,王咏薇,胡诚,王伟,张弥,肖启涛,刘寿东,李旭辉. 气象学报. 2016(04)
[3]Eddy covariance measurements of water vapor and CO2 fluxes above the Erhai Lake[J]. LIU HuiZhi,FENG JianWu,SUN JiHua,WANG Lei,XU AnLun. Science China Earth Sciences. 2015(03)
[4]青藏高原不同类型湖泊温度季节性变化及其分类[J]. 王明达,侯居峙,类延斌. 科学通报. 2014(31)
[5]千岛湖岛屿维管植物β多样性及其影响因素[J]. 彭思羿,胡广,于明坚. 生态学报. 2014(14)
[6]太湖水体水温垂向分层特征及其影响因素[J]. 赵林林,朱广伟,陈元芳,李未,朱梦圆,姚昕,蔡琳琳. 水科学进展. 2011(06)
[7]中国湖泊的数量、面积与空间分布[J]. 马荣华,杨桂山,段洪涛,姜加虎,王苏民,冯学智,李爱农,孔繁翔,薛滨,吴敬禄,李世杰. 中国科学:地球科学. 2011(03)
[8]浅水型湖泊水温日成层现象的初步探讨——以太湖为例[J]. 张玉超,钱新,石川忠晴,孔繁翔. 四川环境. 2008(03)
[9]太湖水温分层现象的监测与分析[J]. 张玉超,钱新,钱瑜,陆根法,石川忠晴. 环境科学与管理. 2008(06)
[10]我国湖泊水温状况的初步研究[J]. 王洪道,史复祥. 海洋湖沼通报. 1980(03)
博士论文
[1]太湖能量收支及其对气候变化的响应[D]. 王伟.南京信息工程大学 2014
硕士论文
[1]下垫面障碍物对观测环境影响的数值模拟研究[D]. 邱阳阳.南京信息工程大学 2013
本文编号：2986636
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１太湖中尺度通量观测网及观测平台??
ｃ?Ｎ??图２．１太湖中尺度通量观测网及观测平台??本次研究选取时间段为２０１５年１月１日到１２月３１日，选用的数据包括气温、风??速、风向、向上和向下的长、短波辐射、水温梯度和感热、潜热通量数据。根据不同数??据的自身特性和研究要求，对数据进行了一定的质量控制。??对感热和潜热通量数据来说，在进行数据野点剔除［６２］、二次坐标轴旋转［６３］和ＷＰＬ??订正后［６４］，再根据阈值法对数据质量进行控制［６３］，共分别有２．９４％的感热通量数据和６．８２％??的潜热通量数据被剔除，其中包括１．１８％和３．６８％的缺测值。另外需剔除降水前后半小??时内的感热、潜热数据［２２］，最终两者分别有８８．１９％和８６．８７％的数据可以使用。对向下??短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和向上长波辐射四个辐射分量数据，设定阈值，??将向下短波辐射低于５?Ｗ／ｍ２（夜间）的时刻的短波辐射（向下短波辐射和反射短波辐射）??均设为０
以开展后续研究。??＿１??Ｊａｎ?Ｆｅｂ?Ｍａｒ?Ａｐｒ?Ｍａｙ?Ｊｕｎ?Ｊｕｌ?Ａｕｇ?Ｓｅｐ?Ｏｃｔ?Ｎｏｖ?Ｄｅｃ??Ｍｏｎｔｈ??图２．２平台山２０１５年水温观测系统各月可用数据占比??２．２太湖ＭＬＤ的确定标准探讨??２．２．１对ＭＬＤ标准的筛选分析??以上介绍的各类ＭＬＤ确定标准均分为“温度判据”和“密度判据”，同一标准下的两??种判据往往也会得到不同的结果，这是由水体盐度对密度的影响导致的，如海水的温度??跃层和密度跃层往往处于不同深度，两者之间的差异被称为“障碍层”［６６］。但是，太湖??是淡水湖，盐度较低，便可以避免这类问题，所以可以统一使用温度判据来计算太湖中??的?ＭＬＤ。??在方案选择上，由于客观方法（曲率标准、最佳线性拟合法和最大矢量角法）往往??要求水温廓线有很高的垂直分辨率，所以在太湖的五层观测系统中并非最佳选择。因此，??应选择主观方法来确定ＭＬＤ。在主观方法中，本文选用Ｋａｒａ的最佳标准与传统的差值??标准进行对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]Impact of Taihu Lake on City Ozone in the Yangtze River Delta[J]. Liang ZHANG,Bin ZHU,Jinhui GAO,Hanqing KANG. Advances in Atmospheric Sciences. 2017(02)
[2]应用E-ε湍流动能闭合湖泊热力学过程模型对东太湖湖-气交换的模拟[J]. 程昕,王咏薇,胡诚,王伟,张弥,肖启涛,刘寿东,李旭辉. 气象学报. 2016(04)
[3]Eddy covariance measurements of water vapor and CO2 fluxes above the Erhai Lake[J]. LIU HuiZhi,FENG JianWu,SUN JiHua,WANG Lei,XU AnLun. Science China Earth Sciences. 2015(03)
[4]青藏高原不同类型湖泊温度季节性变化及其分类[J]. 王明达,侯居峙,类延斌. 科学通报. 2014(31)
[5]千岛湖岛屿维管植物β多样性及其影响因素[J]. 彭思羿,胡广,于明坚. 生态学报. 2014(14)
[6]太湖水体水温垂向分层特征及其影响因素[J]. 赵林林,朱广伟,陈元芳,李未,朱梦圆,姚昕,蔡琳琳. 水科学进展. 2011(06)
[7]中国湖泊的数量、面积与空间分布[J]. 马荣华,杨桂山,段洪涛,姜加虎,王苏民,冯学智,李爱农,孔繁翔,薛滨,吴敬禄,李世杰. 中国科学:地球科学. 2011(03)
[8]浅水型湖泊水温日成层现象的初步探讨——以太湖为例[J]. 张玉超,钱新,石川忠晴,孔繁翔. 四川环境. 2008(03)
[9]太湖水温分层现象的监测与分析[J]. 张玉超,钱新,钱瑜,陆根法,石川忠晴. 环境科学与管理. 2008(06)
[10]我国湖泊水温状况的初步研究[J]. 王洪道,史复祥. 海洋湖沼通报. 1980(03)
博士论文
[1]太湖能量收支及其对气候变化的响应[D]. 王伟.南京信息工程大学 2014
硕士论文
[1]下垫面障碍物对观测环境影响的数值模拟研究[D]. 邱阳阳.南京信息工程大学 2013
本文编号：2986636
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