塔克拉玛干沙漠腹地不同天气地表土壤热通量估算对比研究
发布时间：2021-04-04 01:23
采用塔克拉玛干沙漠腹地2013年5月1日至7月31日的土壤温度梯度数据,用梯度量热法、强迫恢复法、板式量热法和热传导对流法估算沙尘暴、雨天、晴天、浮尘天气的地表土壤热通量,通过与常用的梯度量热法估计结果对比,对不同天气条件下的不同地表土壤热通量估算法的优劣及其适用条件进行了评价。结果表明,假如以梯度量热法为标准方法,则强迫恢复法在沙尘暴天气下有比较好的估算结果,而在雨天会出现较大误差;热传导对流法在沙尘暴天气下估算结果最好;板式量热法在所有天气条件下均有比较好的估算效果,但估算精度受到热通量板埋深的影响、当热通量板埋深为0.05 m时估算精度更优。
【文章来源】：土壤通报. 2019,50(06)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
塔克拉玛干沙漠大气环境观测站位置示意图
图2中可以看出不同天气条件下G0m日平均日变化曲线存在差异，其峰值按大小排序：晴天>浮尘>雨天>沙尘暴，并且G0m峰值都出现在12:00左右。G0m的谷值（-100 W m-2）出现在晴天（图2 c）。Liebethal和Foken[16]使用梯度量热法发现德国林登贝格夏季的G0m在正午时达到峰值，本文的研究结果与其一致。但是An等[5]发现雨天G0m的峰值出现在9:00，本文的研究结果与其不同，这是因为塔克拉玛干沙漠腹地土壤含水量极少，年平均降水量仅有11.05mm，即使在雨天，土壤的含水量只在0.08 m3m-3左右波动的缘故（图3）。图3给出了连续沙尘暴（第132天～134天）、雨天（第165天～170天）、晴天（第171天～177天）和浮尘（第178天～180天）天气下0.1 m深度实测的土壤湿度日平均日变化曲线，晴天时土壤含水量较高的原因是第165天～170天出现了连续降雨天气，雨水下渗导致土壤含水量增加，但是一天内土壤含水量并没有明显的波动。另一种可能的原因是时区和经纬度的不同。图3 不同天气0.1 m深度实测的土壤湿度日平均日变化
图2 梯度量热法的不同天气的地表土壤热通量(G0m)，深度为0.1 m处的土壤热通量(Gz)和土壤蓄热量(ΔS)的日平均日变化2.2 三种估算法估算的地表土壤热通量G0s和梯度量热法估算的G0m的比较
【参考文献】：
期刊论文
[1]塔克拉玛干沙漠塔中与巴丹吉林沙漠拐子湖地表辐射特征对比[J]. 杨阳,杨帆,买买提艾力·买买提依明,杨兴华,霍文,周成龙,何清,陈帅. 中国沙漠. 2018(05)
[2]塔克拉玛干沙漠地表浅层土壤热扩散率、温度和热通量计算方法的比较研究[J]. 李火青,吴新萍,买买提艾力·买买提依明,霍文,杨兴华,何清,刘永强. 土壤通报. 2016(04)
[3]Improving the CoLM in Taklimakan Desert Hinterland with Accurate Key Parameters and an Appropriate Parameterization Scheme[J]. 刘永强,何清,张宏升,艾力·买买提明. Advances in Atmospheric Sciences. 2012(02)
[4]土壤热扩散率及其温度、热通量计算方法的比较研究[J]. 缪育聪,刘树华,吕世华,张宇. 地球物理学报. 2012(02)
[5]塔克拉玛干沙漠腹地地气相互作用参数研究[J]. 刘永强,何清,张宏升,艾力·买买提明. 高原气象. 2011(05)
[6]半干旱草地地表土壤热通量的计算及其对能量平衡的影响[J]. 左金清,王介民,黄建平,李维京,王国印,任宏利. 高原气象. 2010(04)
[7]A temperature prediction-correction method for estimating surface soil heat flux from soil temperature and moisture data[J]. YANG Kun1 & WANG JieMin2 1 Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China; 2 Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2008(05)
[8]土壤热传导方程解析解和那曲地区土壤热扩散率研究[J]. 高志球,卞林根,张雅斌,王金星,姜冬梅. 气象学报. 2002(03)
本文编号：3117465
【文章来源】：土壤通报. 2019,50(06)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
塔克拉玛干沙漠大气环境观测站位置示意图
图2中可以看出不同天气条件下G0m日平均日变化曲线存在差异，其峰值按大小排序：晴天>浮尘>雨天>沙尘暴，并且G0m峰值都出现在12:00左右。G0m的谷值（-100 W m-2）出现在晴天（图2 c）。Liebethal和Foken[16]使用梯度量热法发现德国林登贝格夏季的G0m在正午时达到峰值，本文的研究结果与其一致。但是An等[5]发现雨天G0m的峰值出现在9:00，本文的研究结果与其不同，这是因为塔克拉玛干沙漠腹地土壤含水量极少，年平均降水量仅有11.05mm，即使在雨天，土壤的含水量只在0.08 m3m-3左右波动的缘故（图3）。图3给出了连续沙尘暴（第132天～134天）、雨天（第165天～170天）、晴天（第171天～177天）和浮尘（第178天～180天）天气下0.1 m深度实测的土壤湿度日平均日变化曲线，晴天时土壤含水量较高的原因是第165天～170天出现了连续降雨天气，雨水下渗导致土壤含水量增加，但是一天内土壤含水量并没有明显的波动。另一种可能的原因是时区和经纬度的不同。图3 不同天气0.1 m深度实测的土壤湿度日平均日变化
图2 梯度量热法的不同天气的地表土壤热通量(G0m)，深度为0.1 m处的土壤热通量(Gz)和土壤蓄热量(ΔS)的日平均日变化2.2 三种估算法估算的地表土壤热通量G0s和梯度量热法估算的G0m的比较
【参考文献】：
期刊论文
[1]塔克拉玛干沙漠塔中与巴丹吉林沙漠拐子湖地表辐射特征对比[J]. 杨阳,杨帆,买买提艾力·买买提依明,杨兴华,霍文,周成龙,何清,陈帅. 中国沙漠. 2018(05)
[2]塔克拉玛干沙漠地表浅层土壤热扩散率、温度和热通量计算方法的比较研究[J]. 李火青,吴新萍,买买提艾力·买买提依明,霍文,杨兴华,何清,刘永强. 土壤通报. 2016(04)
[3]Improving the CoLM in Taklimakan Desert Hinterland with Accurate Key Parameters and an Appropriate Parameterization Scheme[J]. 刘永强,何清,张宏升,艾力·买买提明. Advances in Atmospheric Sciences. 2012(02)
[4]土壤热扩散率及其温度、热通量计算方法的比较研究[J]. 缪育聪,刘树华,吕世华,张宇. 地球物理学报. 2012(02)
[5]塔克拉玛干沙漠腹地地气相互作用参数研究[J]. 刘永强,何清,张宏升,艾力·买买提明. 高原气象. 2011(05)
[6]半干旱草地地表土壤热通量的计算及其对能量平衡的影响[J]. 左金清,王介民,黄建平,李维京,王国印,任宏利. 高原气象. 2010(04)
[7]A temperature prediction-correction method for estimating surface soil heat flux from soil temperature and moisture data[J]. YANG Kun1 & WANG JieMin2 1 Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China; 2 Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2008(05)
[8]土壤热传导方程解析解和那曲地区土壤热扩散率研究[J]. 高志球,卞林根,张雅斌,王金星,姜冬梅. 气象学报. 2002(03)
本文编号：3117465
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