北方典型草原湍流运动特征及湍流通量测定方法研究
发布时间：2022-07-03 22:11
大气边界层湍流特征是微气象的基本研究内容之一。作为陆地生态系统主体的草原,面临着荒漠化、持续干旱、水资源缺乏等一系列重大的环境问题。进行北方典型草原下垫面的湍流特征及湍流通量方法研究,有助于深入了解典型草原的物质与能量循环过程,对进一步开展全球变化研究具有重要指导作用。本文以“河北沽源国家草地生态系统野外科学研究站”典型草原下垫面为研究对象,利用实验获取的微气象学数据,对北方典型草原的湍流特征及湍流通量测定方法进行研究。主要结论如下：（1）微气象及湍流特征：沽源站6-8月盛行西南风,平均风速2m/s；早晚温差可达20℃左右,相对湿度64%,早上易出现水汽凝结。典型日气象要素廓线具有对数规律。大气稳定度基本分布在±0.5以内。摩擦风速具有日变化。湍流强度满足Iu>Iv>Iw的一般规律。风速标准差满足1/3幂次定律,w方向拟合最好；温度标准差满足-1/3定律。风速功率谱惯性区满足-2/3规律,谱峰频率fm（w）>fm（v）>fm（u）；垂直风速与温度协谱有惯性区且满足-4/3规律；稳定条件下功率谱与协谱的谱峰均表现出向高频区移动的趋势；三个分量的风速功率谱之间满足S...
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
图表目录
第一章 绪论
1.1 研究的目的与意义
1.2 国内外研究进展
1.3 研究目标、内容与技术路线
第二章 研究区域概况和主要研究方法
2.1 研究区域概况
2.2 观测内容及仪器
2.3 研究方法
第三章 北方典型草原下垫面湍流特征研究
3.1 平均气象要素特征
3.2 风速、空气温度和湿度廓线
3.3 摩擦风速和无因次高度
3.4 湍流的统计特征
3.5 本章小结
第四章 北方典型草原湍流通量规律及能量闭合分析
4.1 地表能量平衡方程
4.2 地表能量平衡方程中各分量特征
4.3 地表能量闭合分析
4.4 地表与大气间CO_2净交换量
4.5 本章小结
第五章 北方典型草原湍流通量测定方法比较研究
5.1 涡度相关法
5.2 空气动力学方法
5.3 波文比能量平衡法
5.4 大孔径闪烁仪
5.5 涡度相关与大孔径闪烁仪通量源区分析
5.6 本章小结
第六章 湍流通量测定方法影响因子分析
6.1 涡度相关法不同处理软件比较
6.2 空气动力学计算方法影响
6.3 波文比能量平衡法换位影响
6.4 大孔径闪烁仪影响因子分析
6.5 本章小结
第七章 结论与讨论
7.1 主要结论
7.2 研究创新点
7.3 讨论与研究展望
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]内蒙古半干旱区近地层总体输送系数特征[J]. 周玺康,郭建侠,王英舜,武魁. 气象科技. 2013(03)
[2]涡动相关通量计算及三种主要软件的比较分析[J]. 庄金鑫,王维真,王介民. 高原气象. 2013(01)
[3]黑河综合遥感联合试验研究进展:概述[J]. 李新,李小文,李增元,王建,马明国,刘强,肖青,胡泽勇,车涛,王介民,柳钦火,陈尔学,阎广建,刘绍民,王维真,张立新,王锦地,牛铮,晋锐,冉有华,王亮绪. 遥感技术与应用. 2012(05)
[4]从湍流经典理论到大气湍流非平衡态热力学理论[J]. 胡隐樵,陈晋北,吕世华. 高原气象. 2012(01)
[5]春季内蒙古草原典型晴天与沙尘条件下湍流速度统计特征对比分析[J]. 岳平,张强,牛生杰,杨金虎,王胜,张建忠,刘秀兰. 高原气象. 2011(05)
[6]大尺度水热通量观测系统的研制[J]. 施生锦,黄彬香,刘绍民,杨燕,黄勇彬,徐自为. 地球科学进展. 2010(11)
[7]海河流域不同下垫面上大孔径闪烁仪观测显热通量的时空特征分析[J]. 白洁,刘绍民,丁晓萍. 地球科学进展. 2010(11)
[8]大尺度地表水热通量的观测、分析与应用[J]. 刘绍民,李小文,施生锦,徐自为,白洁,丁晓萍,贾贞贞,朱明佳. 地球科学进展. 2010(11)
[9]春季内蒙古草原地区湍流强度及其相似性函数[J]. 岳平,牛生杰,胡隐樵,张强. 中国科学:地球科学. 2010(08)
[10]湍流通量计算方法和误差的比较研究[J]. 刘鹏飞,刘树华,胡非,吕世华,刘和平,张宇,陈国兴,梁福明. 气象学报. 2010(04)
博士论文
[1]闪烁仪法准确测算森林生态系统显热通量的湍流理论分析[D]. 郑宁.中国林业科学研究院 2013
[2]黄土高原半干旱区荒草地湍流和湍流能量传输特征及能量平衡状况[D]. 肖霞.兰州大学 2011
[3]非均匀边界层结构和湍流通量特征的研究[D]. 刘熙明.中国科学院研究生院（大气物理研究所） 2006
[4]内蒙古羊草草原碳通量观测及其驱动机制分析[D]. 郝彦宾.中国科学院研究生院（植物研究所） 2006
[5]华北玉米下垫面湍流输送特征及参数化方案比较研究[D]. 郭建侠.南京信息工程大学 2006
本文编号：3655739
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
图表目录
第一章 绪论
1.1 研究的目的与意义
1.2 国内外研究进展
1.3 研究目标、内容与技术路线
第二章 研究区域概况和主要研究方法
2.1 研究区域概况
2.2 观测内容及仪器
2.3 研究方法
第三章 北方典型草原下垫面湍流特征研究
3.1 平均气象要素特征
3.2 风速、空气温度和湿度廓线
3.3 摩擦风速和无因次高度
3.4 湍流的统计特征
3.5 本章小结
第四章 北方典型草原湍流通量规律及能量闭合分析
4.1 地表能量平衡方程
4.2 地表能量平衡方程中各分量特征
4.3 地表能量闭合分析
4.4 地表与大气间CO_2净交换量
4.5 本章小结
第五章 北方典型草原湍流通量测定方法比较研究
5.1 涡度相关法
5.2 空气动力学方法
5.3 波文比能量平衡法
5.4 大孔径闪烁仪
5.5 涡度相关与大孔径闪烁仪通量源区分析
5.6 本章小结
第六章 湍流通量测定方法影响因子分析
6.1 涡度相关法不同处理软件比较
6.2 空气动力学计算方法影响
6.3 波文比能量平衡法换位影响
6.4 大孔径闪烁仪影响因子分析
6.5 本章小结
第七章 结论与讨论
7.1 主要结论
7.2 研究创新点
7.3 讨论与研究展望
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]内蒙古半干旱区近地层总体输送系数特征[J]. 周玺康,郭建侠,王英舜,武魁. 气象科技. 2013(03)
[2]涡动相关通量计算及三种主要软件的比较分析[J]. 庄金鑫,王维真,王介民. 高原气象. 2013(01)
[3]黑河综合遥感联合试验研究进展:概述[J]. 李新,李小文,李增元,王建,马明国,刘强,肖青,胡泽勇,车涛,王介民,柳钦火,陈尔学,阎广建,刘绍民,王维真,张立新,王锦地,牛铮,晋锐,冉有华,王亮绪. 遥感技术与应用. 2012(05)
[4]从湍流经典理论到大气湍流非平衡态热力学理论[J]. 胡隐樵,陈晋北,吕世华. 高原气象. 2012(01)
[5]春季内蒙古草原典型晴天与沙尘条件下湍流速度统计特征对比分析[J]. 岳平,张强,牛生杰,杨金虎,王胜,张建忠,刘秀兰. 高原气象. 2011(05)
[6]大尺度水热通量观测系统的研制[J]. 施生锦,黄彬香,刘绍民,杨燕,黄勇彬,徐自为. 地球科学进展. 2010(11)
[7]海河流域不同下垫面上大孔径闪烁仪观测显热通量的时空特征分析[J]. 白洁,刘绍民,丁晓萍. 地球科学进展. 2010(11)
[8]大尺度地表水热通量的观测、分析与应用[J]. 刘绍民,李小文,施生锦,徐自为,白洁,丁晓萍,贾贞贞,朱明佳. 地球科学进展. 2010(11)
[9]春季内蒙古草原地区湍流强度及其相似性函数[J]. 岳平,牛生杰,胡隐樵,张强. 中国科学:地球科学. 2010(08)
[10]湍流通量计算方法和误差的比较研究[J]. 刘鹏飞,刘树华,胡非,吕世华,刘和平,张宇,陈国兴,梁福明. 气象学报. 2010(04)
博士论文
[1]闪烁仪法准确测算森林生态系统显热通量的湍流理论分析[D]. 郑宁.中国林业科学研究院 2013
[2]黄土高原半干旱区荒草地湍流和湍流能量传输特征及能量平衡状况[D]. 肖霞.兰州大学 2011
[3]非均匀边界层结构和湍流通量特征的研究[D]. 刘熙明.中国科学院研究生院（大气物理研究所） 2006
[4]内蒙古羊草草原碳通量观测及其驱动机制分析[D]. 郝彦宾.中国科学院研究生院（植物研究所） 2006
[5]华北玉米下垫面湍流输送特征及参数化方案比较研究[D]. 郭建侠.南京信息工程大学 2006
本文编号：3655739
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