干旱区均匀裸土下垫面近地层能量平衡及中尺度运动对湍流的影响
发布时间：2024-12-25 23:05
地表能量不闭合及Monin-Obukhov相似理论普适性是边界层和陆面过程发展中仍未解决的两个关键问题,但现阶段的研究中呈现出多种复杂影响因素交织在一起的现象,使这两个问题的解决更加困难。为此,本文基于均匀裸土下垫面的边界层和陆面过程观测资料,在水平均匀且地表覆盖简单的下垫面上探究地表能量不闭合成因及Monin-Obukhov相似理论适用性。首先探讨了均匀裸土下垫面的地表能量不闭合成因,然后研究了中尺度运动对地表能量平衡和Monin-Obukhov相似性的影响,最后分析了中尺度运动对湍流的影响在不同下垫面所表现出的一些共同特征。研究得到的主要结论如下:（1）仪器平行对比结果显示,在大部分情况下（80%以上的样本）,风速、温度、相对湿度、辐射通量和湍流通量的观测偏差较小,不同仪器的观测结果具有较好的一致性,能够满足陆面过程观测研究的基本要求。（2）均匀裸土下垫面的近地层能量平衡分析表明,不同季节都存在明显的地表能量不闭合现象,能量平衡残差日变化的峰值在33.6～65.8 W/m2之间,OLS闭合度的范围在0.75～0.79之间,EBR闭合度的范围在0.83～0.95之...
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 地表能量不闭合
1.2.1 地表能量平衡的观测研究
1.2.2 地表能量不闭合的影响
1.2.3 地表能量不闭合的成因
1.3 Monin-Obukhov相似理论
1.3.1 相似理论的发展
1.3.2 相似理论面临的困难
1.4 问题的提出及研究内容
参考文献
第二章 观测站点和研究方法
2.1 试验和数据
2.1.1 试验介绍
2.1.2 数据介绍和质量控制
2.2 涡动相关法
2.2.1 涡动相关法基本原理
2.2.2 湍流资料订正方法
2.3 土壤热通量计算方法
2.4 地表能量平衡评价方法
2.5 Monin-Obukhov相似性分析方法
参考文献
第三章 仪器观测误差和近地层微气象学特征
3.1 仪器观测误差
3.1.1 风温湿要素
3.1.2 辐射通量
3.1.3 湍流通量
3.1.4 地表土壤热通量
3.2 近地层微气象学特征
3.2.1 风温湿要素
3.2.2 地表能量平衡特征
3.2.3 湍流方差相似性特征
3.3 本章小结
参考文献
第四章 均匀裸土下垫面近地层能量不闭合成因探究
4.1 辐射通量
4.2 湍流通量
4.3 地表土壤热通量
4.3.1 不同土壤热通量计算方法的比较
4.3.2 不同计算方法在干湿地表状况下的适用性
4.3.3 不同计算方法对地表能量闭合度的影响
4.4 附加能量项
4.5 本章小结
参考文献
第五章 均匀裸土下垫面中尺度运动对湍流的影响
5.1 概述
5.2 研究方法和数据筛选
5.2.1 MRD方法
5.2.2 试验设计
5.2.3 数据筛选
5.3 中尺度运动对近地层能量平衡的影响
5.3.1 中尺度运动对地表能量闭合异常值的影响
5.3.2 中尺度运动对地表能量闭合度的影响
5.4 中尺度运动对Monin-Obukhov相似性的影响
5.4.1 中尺度运动对通量方差关系的影响
5.4.2 中尺度运动对通量梯度关系的影响
5.5 本章小结
参考文献
第六章 不同下垫面中尺度运动对湍流影响的共同特征
6.1 概述
6.2 数据和方法
6.2.1 观测数据
6.2.2 研究方法
6.3 不同下垫面中尺度运动对湍流的影响
6.3.1 不同下垫面的MRD协谱特征
6.3.2 不同下垫面中尺度运动对通量方差关系的影响
6.3.3 不同下垫面中尺度运动对湍流特征量的影响
6.3.4 不同下垫面中尺度运动对近地层能量传输的影响
6.4 本章小结
参考文献
第七章 总结与展望
7.1 本文主要结论
7.2 本研究的特色与创新
7.3 存在的问题及研究展望
在学期间研究成果
致谢
本文编号：4020141
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 地表能量不闭合
1.2.1 地表能量平衡的观测研究
1.2.2 地表能量不闭合的影响
1.2.3 地表能量不闭合的成因
1.3 Monin-Obukhov相似理论
1.3.1 相似理论的发展
1.3.2 相似理论面临的困难
1.4 问题的提出及研究内容
参考文献
第二章 观测站点和研究方法
2.1 试验和数据
2.1.1 试验介绍
2.1.2 数据介绍和质量控制
2.2 涡动相关法
2.2.1 涡动相关法基本原理
2.2.2 湍流资料订正方法
2.3 土壤热通量计算方法
2.4 地表能量平衡评价方法
2.5 Monin-Obukhov相似性分析方法
参考文献
第三章 仪器观测误差和近地层微气象学特征
3.1 仪器观测误差
3.1.1 风温湿要素
3.1.2 辐射通量
3.1.3 湍流通量
3.1.4 地表土壤热通量
3.2 近地层微气象学特征
3.2.1 风温湿要素
3.2.2 地表能量平衡特征
3.2.3 湍流方差相似性特征
3.3 本章小结
参考文献
第四章 均匀裸土下垫面近地层能量不闭合成因探究
4.1 辐射通量
4.2 湍流通量
4.3 地表土壤热通量
4.3.1 不同土壤热通量计算方法的比较
4.3.2 不同计算方法在干湿地表状况下的适用性
4.3.3 不同计算方法对地表能量闭合度的影响
4.4 附加能量项
4.5 本章小结
参考文献
第五章 均匀裸土下垫面中尺度运动对湍流的影响
5.1 概述
5.2 研究方法和数据筛选
5.2.1 MRD方法
5.2.2 试验设计
5.2.3 数据筛选
5.3 中尺度运动对近地层能量平衡的影响
5.3.1 中尺度运动对地表能量闭合异常值的影响
5.3.2 中尺度运动对地表能量闭合度的影响
5.4 中尺度运动对Monin-Obukhov相似性的影响
5.4.1 中尺度运动对通量方差关系的影响
5.4.2 中尺度运动对通量梯度关系的影响
5.5 本章小结
参考文献
第六章 不同下垫面中尺度运动对湍流影响的共同特征
6.1 概述
6.2 数据和方法
6.2.1 观测数据
6.2.2 研究方法
6.3 不同下垫面中尺度运动对湍流的影响
6.3.1 不同下垫面的MRD协谱特征
6.3.2 不同下垫面中尺度运动对通量方差关系的影响
6.3.3 不同下垫面中尺度运动对湍流特征量的影响
6.3.4 不同下垫面中尺度运动对近地层能量传输的影响
6.4 本章小结
参考文献
第七章 总结与展望
7.1 本文主要结论
7.2 本研究的特色与创新
7.3 存在的问题及研究展望
在学期间研究成果
致谢
本文编号：4020141
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