机载涡动相关区域湍流水热通量观测方法研究
发布时间：2021-07-23 19:19
地-气间水热通量的直接观测是准确获取地表与大气之间物质与能量交换的关键,其中区域尺度的地表水热通量观测更是当前的研究重点与难点所在。地面塔基涡动相关湍流通量观测虽然能够以较高的精度对地-气间的水热通量交换进行长期地、连续地直接观测,但其观测结果只能代表通量塔周围数百米的空间范围。光闪烁仪法虽然能够提供较大空间范围的通量观测,但其观测的空间覆盖密度较低,难以提供足够范围的区域通量观测真值。机载涡动相关湍流通量观测技术可以在区域尺度上对地表湍流通量进行直接观测,近年来受到越来越多的关注,其观测结果的可靠性已得到了广泛的认可,然而相关的研究在我国仍处于空白阶段。本文首先针对机载涡动相关湍流通量观测技术进行深入研究,结合目前成熟的机载通量观测平台Sky Arrow 650 ERA对机载湍流通量观测系统的组成和观测的基本原理以及系统检校和数据处理方法等进行了详细地阐述。其次,本文以在荷兰2008年开展的机载湍流通量观测实验期间搜集的数据为基础,针对目前机载涡动相关湍流通量观测数据处理获取水热通量的方法中存在的一些不足进行深入的分析,并提出解决不足和改进机载湍流通量观测技术的方案或方法。本文的主要...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所)北京市
【文章页数】：217 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
通量足迹函数及地表源区示意图(Schmid,1997)
图 1.2 本研究的总体技术路线Figure 1.2 Flowchart of this study1.4.2 论文的组织结构针对以上研究内容，本论文分为 8 章，各章节内容简述如下。第一章为绪论，首先阐述进行地表通量观测尤其是研究区域尺度的地表通量观测的重要性和必要性，明确本文的研究意义，并提出目前研究中存在的问题。其次，详细总结了通量观测研究的国内外研究现状和不足。然后，针对现阶段机载涡动相关湍流通量技术发展的不足，提出本文的研究目标和主要研究内容。最后给出了本文的研究技术路线。第二章是对机载涡动相关湍流通量观测技术的基本原理、数据处理方法以及数据处理流程的介绍。机载涡动相关湍流湍流观测是以涡动相关方法作为基本理论基础，重点介绍了机载湍流观测所特有的风速计算的原理方法，以及湍流通量
机载涡动相关区域湍流水热通量观测方法研究式（2-9）中，上标“ ”表示湍流探头坐标系统，G 为由姿态角度计算的旋转矩阵， （rad s-1）为飞机的瞬时角速度， （m）为飞机重心与湍流探头中心的距离， （m s-1）为湍流探头在地球坐标系下的速度。旋转矩阵 G 由飞机的三维姿态角（俯仰角、翻滚角以及航向角）给出， 一般是由飞机的导航系统（GPS/INS）给出 (Eckman et al., 1999)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光闪烁方法测算区域蒸散研究进展[J]. 张功,郑宁,张劲松,孟平. 生态学报. 2018(08)
[2]中国陆地生态系统通量观测研究网络（ChinaFLUX）的主要进展及发展展望[J]. 于贵瑞,张雷明,孙晓敏. 地理科学进展. 2014(07)
[3]Back propagation artificial neural network for community Alzheimer’s disease screening in China[J]. Jun Tang,Lei Wu,Helang Huang,Jiang Feng,Yefeng Yuan,Yueping Zhou,Peng Huang,Yan Xu,Chao Yu. Neural Regeneration Research. 2013(03)
[4]涡动相关仪观测数据的处理与质量评价研究[J]. 徐自为,刘绍民,宫丽娟,王介民,李小文. 地球科学进展. 2008(04)
[5]复杂条件下湍流通量的观测与分析[J]. 王介民,王维真,奥银焕,孙方林,王树果. 地球科学进展. 2007(08)
[6]SEBS模型在黄淮海地区地表能量通量估算中的应用[J]. 何延波,王石立. 高原气象. 2006(06)
[7]非均匀地表的湍流通量和掺混高度[J]. 周成,陈家宜,蔡旭晖. 北京大学学报(自然科学版). 2006(03)
[8]Monitoring and simulation of water,heat,and CO2 fluxes in terrestrial ecosystems based on the APEIS-FLUX system[J]. WATANABE Masataka,HAYASHI Seiji,MURAKAMI Shogo. Journal of Geographical Sciences. 2005(02)
[9]陆地生态系统水—碳耦合循环与过程管理研究[J]. 于贵瑞,王秋凤,于振良. 地球科学进展. 2004(05)
[10]黑河中游非均匀地表能量通量的卫星遥感参数化[J]. 马耀明,马伟强,李茂善,孙方林,王介民. 中国沙漠. 2004(04)
博士论文
[1]地表水热通量模拟尺度效应研究[D]. 陈琪婷.中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) 2017
[2]利用涡动相关法研究海洋大气边界层湍流特征与海气物质交换[D]. 段自强.中国海洋大学 2013
本文编号：3299882
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所)北京市
【文章页数】：217 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
通量足迹函数及地表源区示意图(Schmid,1997)
图 1.2 本研究的总体技术路线Figure 1.2 Flowchart of this study1.4.2 论文的组织结构针对以上研究内容，本论文分为 8 章，各章节内容简述如下。第一章为绪论，首先阐述进行地表通量观测尤其是研究区域尺度的地表通量观测的重要性和必要性，明确本文的研究意义，并提出目前研究中存在的问题。其次，详细总结了通量观测研究的国内外研究现状和不足。然后，针对现阶段机载涡动相关湍流通量技术发展的不足，提出本文的研究目标和主要研究内容。最后给出了本文的研究技术路线。第二章是对机载涡动相关湍流通量观测技术的基本原理、数据处理方法以及数据处理流程的介绍。机载涡动相关湍流湍流观测是以涡动相关方法作为基本理论基础，重点介绍了机载湍流观测所特有的风速计算的原理方法，以及湍流通量
机载涡动相关区域湍流水热通量观测方法研究式（2-9）中，上标“ ”表示湍流探头坐标系统，G 为由姿态角度计算的旋转矩阵， （rad s-1）为飞机的瞬时角速度， （m）为飞机重心与湍流探头中心的距离， （m s-1）为湍流探头在地球坐标系下的速度。旋转矩阵 G 由飞机的三维姿态角（俯仰角、翻滚角以及航向角）给出， 一般是由飞机的导航系统（GPS/INS）给出 (Eckman et al., 1999)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光闪烁方法测算区域蒸散研究进展[J]. 张功,郑宁,张劲松,孟平. 生态学报. 2018(08)
[2]中国陆地生态系统通量观测研究网络（ChinaFLUX）的主要进展及发展展望[J]. 于贵瑞,张雷明,孙晓敏. 地理科学进展. 2014(07)
[3]Back propagation artificial neural network for community Alzheimer’s disease screening in China[J]. Jun Tang,Lei Wu,Helang Huang,Jiang Feng,Yefeng Yuan,Yueping Zhou,Peng Huang,Yan Xu,Chao Yu. Neural Regeneration Research. 2013(03)
[4]涡动相关仪观测数据的处理与质量评价研究[J]. 徐自为,刘绍民,宫丽娟,王介民,李小文. 地球科学进展. 2008(04)
[5]复杂条件下湍流通量的观测与分析[J]. 王介民,王维真,奥银焕,孙方林,王树果. 地球科学进展. 2007(08)
[6]SEBS模型在黄淮海地区地表能量通量估算中的应用[J]. 何延波,王石立. 高原气象. 2006(06)
[7]非均匀地表的湍流通量和掺混高度[J]. 周成,陈家宜,蔡旭晖. 北京大学学报(自然科学版). 2006(03)
[8]Monitoring and simulation of water,heat,and CO2 fluxes in terrestrial ecosystems based on the APEIS-FLUX system[J]. WATANABE Masataka,HAYASHI Seiji,MURAKAMI Shogo. Journal of Geographical Sciences. 2005(02)
[9]陆地生态系统水—碳耦合循环与过程管理研究[J]. 于贵瑞,王秋凤,于振良. 地球科学进展. 2004(05)
[10]黑河中游非均匀地表能量通量的卫星遥感参数化[J]. 马耀明,马伟强,李茂善,孙方林,王介民. 中国沙漠. 2004(04)
博士论文
[1]地表水热通量模拟尺度效应研究[D]. 陈琪婷.中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) 2017
[2]利用涡动相关法研究海洋大气边界层湍流特征与海气物质交换[D]. 段自强.中国海洋大学 2013
本文编号：3299882
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3299882.html
