鄂陵湖周边草地生长期地表能量平衡观测分析

发布时间：2024-03-03 11:19

　　利用2011^-2013年鄂陵湖畔高寒草地点的观测数据,分析了生长期高寒草甸地表能量通量平衡特征,并对可能影响地表能量平衡的关键物理过程进行了讨论。研究发现,当使用5 cm处土壤热通量代表地表热通量时,观测通量之间存在很大的不闭合性。不闭合能量的平均日变化峰值出现在正午前后,平均约为180 W·m^-2。利用计算土壤热储计算得到的地表热通量,可以使最大日平均不闭合能量从182.76 W·m^-2减少到98.68 W·m^-2,能量闭合度从0.61提升至0.69。进一步分析发现,5 cm土壤含水量存在显著的日变化,其中在08:00-12:00(北京时)土壤存在显著的增湿与增温过程。通过分析指出,这个时段的土壤水分变化应该是由草地浅层土壤的凝露过程引起。计算发现,凝露过程产生的热储约占5 cm之上土壤热储的34%。晴天与阴天条件下,凝露过程也存在差异。凝露过程除了加热地表外,还返还了部分由于蒸散作用而消耗的土壤水分,对于当地生态维持有促进作用。

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【部分图文】：

图1观测点位置（a，红星）及概况（b)

所用资料来自于鄂陵湖的草地观测站（图1）。研究站位于鄂陵湖西北的高寒草甸（97°39.082"E,35°01.920"N），据鄂陵湖岸约有1km。该观测场周围地形开阔、平坦，植被覆盖较好，夏季草高约为15cm，冬季约为5cm。当地属高寒草原气候，四季不分明，冬季漫长而严寒，....

图22011-2013年观测期地表能量通量日变化

G5日变化峰值在观测期间、晴天、阴天对应的平均日变化的峰值分别为68.38,85.79和52.31W·m-2、位相比Rn滞后约1.5h,G5均值为3.8W·m-2，晴天土壤热通量的均值7.2W·m-2大于阴天均值1.17W·m-2。土壤热储Ssoil在11:00左右提前达到....

图32011-2013年观测期不闭合能量（R5、R0）日变化图例括号内为08:00-12:00的均值

由图3可见，R0仅有R5的一半左右，峰值为102.12W·m-2。R0在阴晴天相差不大，甚至阴天略大于晴天。进一步分析观测的能通量整体闭合度（图4）可以发现，当不考虑浅层土壤热储时地表能量闭合度为0.61，考虑后能量闭合度增加到0.69。对于晴天，考虑土壤热储可以将闭合度从0.....

图42011-2013年观测期间地表能量闭合度状况

进一步从图6中可以看出，土壤含水量在非降水期有规律日变化，总体趋势为08:00-12:00含水量迅速增加，意味着土壤中存在快速增湿的过程；午后土壤含水量下降，直至次日08:00。整个观测期间土壤体积含水量的日变化幅度超过0.02(2%），远超仪器测量精度0.001(0.1%），因....

本文编号：3917708