两种下垫面下温度与热通量变化的模拟

发布时间：2020-12-16 22:14

　　城镇化的发展使土壤和植被的地表被水泥路面和建筑取代,导致局地小气候环境发生显著改变,探寻合适的方法准确定量估计这种变化一直是相关研究的难点。另外,高温或积冰水泥路面会影响交通安全,故对比水泥地和裸地温热变化差异并进行模拟研究对指导路面温度预报具有重要指导意义。同时,由于自动气象观测站的广泛应用,使气象观测资料的时间分辨率大大提高,这对提升地表热通量计算的准确性贡献如何,何种计算地表热通量的方法更合适合等等,都是值得深入探究的问题。本研究试验观测在南京信息工程大学农试站进行,设置了水泥地和裸地两种下垫面,应用自动气象站采集每1分钟的净辐射、气温、地温和热通量数据,分析了两种下垫面下导温率、温度及热通量的变化规律与差异,用不同方法对它们进行了模拟计算,主要结果如下：对导温率的模拟表明,对水泥下垫面,谐波法和容积热容量法模拟的效果要优于振幅法和热传导对流法,位相法模拟效果最差。裸地除谐波法外热传导对流法是一种比较不错的方法,这种方法在有高水分密度的裸地中表现较好；其次是容积热容量法和振幅法,位相法模拟效果仍然最差。比较不同方法对温度模拟结果表明：谐波法对两种下垫面,无论对浅层还是深层温度模拟... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一月份两种下垫面水分随时间变化

并对不同模拟方法的优劣进行了对比。??３．１冬季典型晴天水泥地与裸地导温率变化情况??冬季水泥地各深度水分含量通常低于裸地，从图３－１中可ｙＡ看出随着时间增长裸地表??层含水量通常呈现明显下降而水泥地各深度含水量随时问增加则无明显变化。南京地区冬??季降水量远小于夏季，因此水分由表层向深层运动较少，裸地浅层水分含量通常高于深层，??从图３－２中可Ｗ看出两种下垫面净福射值通常有一定差异且裸地净福射值通常高于水泥??地。??０．１５?ｒ??０．?２５?????一???????￣￣￣Ｉ?？￣￣？?ｏ＇Ｈ．—Ｈ＿，?????，＿＿＾??一?０．２?．?＊一—?＂?＂?：?Ａ??５?５?０．Ｊ３?＇■一？?？?????—????－０

?第Ｈ章水泥地和裸地导温率模拟研究???流法，振幅法模拟值与谐波法相距最远。??在５－ｌＯｃｍ深度内各模型模拟值通常发生很大变化，除容积热容量法Ｗ外其余方法模拟??值均出现＂峰值＂，其中位相法＂峰值＂最大，其次是振幅法、热传导对流法和谐波法。??出现＂峰值＂的原因是清晨随着太阳的升起地表水分迅速蒸发使地表２ｃｍ深度处导温率值??通常变得非常小，由于±壤的毛管作用裸地水分从深层不断上升并在５－１０ｃｍ深度处聚集，??使５－ｌＯｃｍ深度导温率值变得很大进而产生＂峰值＂。但由于冬季裸地深层水分上升相对较??慢，因此谐波法模拟值并未有＂峰值＂的产生，由此可知容积热容量法和振幅法在冬季晴??天浅层裸地温度模拟中模拟效果较好。??容积热容量法和谐波法模拟值在水泥地和裸地深层通常表现不相同变化形式，从图３－３??（２）中可Ｗ看出３０－４０ｃｍ深度范围内水泥地谐波法模巧值随深度增加呈现增加趋势而容积??热容量法则随深度增加略有减小，４０－６０ｃｍ深度内容积热容量法模拟值仍然呈现逐渐减小??趋势而谐波法模拟值则随深度增加略有增加，６０－８０ｃｍ深度范围内两种方法模拟值均表现??为减小且谐波法减小幅度较大。??


本文编号：2920868