太湖与大气之间的能量和温室气体交换

发布时间：2020-06-07 05:40

【摘要】：内陆湖泊在水分和温室气体循环中有重要的作用,湖泊的辐射和能量收支的观测研究对于气象学和水文学研究都具有重要的意义。本文采用涡度相关系统和小气候观测系统观测太湖表面的辐射平衡、湖泊与大气之间的感热和潜热通量、水温廓线和常规气象要素；用通量梯度系统同步观测湖气界面的水汽、CO_2和CH_4通量,即用波长扫描光腔衰荡光谱技术观测水面上大气的温室气体浓度,用超声风速仪测量涡度扩散率。结果表明：(1)太湖辐射收支四分量(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)的年均值分别为146.5、9.4、359.7和405.4Wm-2,反照率的年均值为0.06。(2)净辐射和热储量日变化趋势相同,正午最高,午夜最低；湍流能量通量的日变化幅度较小；不同天气条件下能量分配具有一定差别：晴天条件下能量分配以潜热通量为主,阴天净辐射能量主要被水体吸收转换为热储量。通量梯度法的零梯度测试表明系统观测水汽、C02和CH_4通量的精度为4.8Wm-2、0.010 mgm-2s-1和0.029μgm-2 S-1。在观测的620天内,水汽、CO_2和CH_4通量数据超过观测精度的比例分别是97%,69%和67%,说明通量梯度系统的精度满足湖气交换的测量。本研究突出通量梯度法的四点优势：(1)能同步测量H2O、CO_2和CH_4通量；(2)密度校正较小,可以忽略；(3)能观测出很小的CH_4梯度和通量；(4)能连续无干扰地观测。在太湖上CH_4通量年均值为1.8g CH_4m-2year-1,与全球内陆湖泊CH_4通量的中位数接近。通量梯度系统能满足CH_4通量的观测,但对于很多湖泊C02通量较小的情况则需要更多改进。本研究结果能为边界层气象学、全球能量和物质循环以及湖泊生态环境治理等研究提供理论基础和数据支持。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P461.5
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本文编号：2700935