一种估算干沙地表面蒸发率的简便方法

本文提出的干沙地表层的模式可用以预估干沙地表层向上水流通量,即干沙地表层的蒸发率。在表层温度梯度不太大的情况下,它将不受温度梯度的影响(Kobayashi 等1987)。为了证实这一点,我们进行了一个简单的实验试验。虽然盛夏晴天野外沙地的温度梯度可达5k/cm,但我们在试验中只达到3k/cm,然而至少在目前的试验条件下,上述预估结果是可以信赖的。因此,这一模式提供了一个简单的估算干沙地表层蒸发率的方法,只要知道干沙地表层的温度和含水量及其表层厚度即可。沙丘地带除了在灌溉或降雨之后的较短时期外,其地表层总是干燥的。所以,这种方法在调查、研究沙质地里水分收支时是很有效的。     

关于沙丘地干表层的研究等温定常状态下干沙层的模式化

在等温定常状态下,对一个干沙层中的简单模式进行了公式化。用鸟取沙丘的沙作试验证实这个模式,其结果表明模式能得出干表层的基本特征。给出的模式把干表层厚度与土壤温度及该层中向上的水汽通量联系起来,水汽通量可视为蒸发率,从实用的观点看,它非常重要,但却不易测定。而这个模式就可根据干表层的温度及厚度估算沙丘地的蒸发率。     

干旱及半干旱区土壤水热传输模式研究

本文发展了一个干旱地区土壤中水分及热量传输模式。首先从土壤孔隙内水汽运动研究入手,阐明了在土壤深层孔隙中水汽压与液面饱和值之间处在平衡态,而土壤表层则处在非平衡态,因而必要在计算表层蒸发的公式中引入必要的土壤表层阻力,才可使模式简单实用。在此基础上建立了考虑液态水及汽态水运动耦合的多层模式,并用HEIFE沙漠站的资料对模式进行了验证,结果表明此模式较好地再现土壤内及地气界面上的水热交换过程,并且也表明干旱地区土壤中水蒸汽输送对水分平衡及蒸发的计算是重要的。这种模式很易推广到气候研究的干旱土壤下垫面的模式中去。     

空气离子使水膜蒸发速率增大

1.前言暴露于单一极性空气离子下的水分蒸发速率增大,这一现象是由 Krueger 等(1958)在一次有关离子杀菌效应的试验中首次观察到的。在这之前,人们也发现,液体表面上施加一电场能增加极性液体如水和乙醇的蒸发速率;至于象苯和四氯化碳这样的非极性液体,没有观测到这样的效应(Miura,1953)。Hart 和 Bachman(1968)研究了水、     

黑河流域表层土壤水分干化特征研究

土壤水分干化是指降水发生后土壤逐渐变干的过程,此过程一般包括重力排水、大气需求限制的蒸发以及水分限制的蒸发三个阶段,此三阶段在表层土壤中表现最为明显。黑河流域发源于祁连山中段,上中下游具有十分明显的景观地带性,探讨该地区表层土壤水分干化特征将为理解流域内不同环境下土壤蒸发的规律和影响因素提供理论支撑。本文基于2016-2020年黑河流域上中下游10个气象观测站点表层土壤水分、土壤温度、气温等资料,利用降水后的土壤干化事件分析了各区域土壤水分、潜在蒸散、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和土壤质地等因素与表层土壤干化速率的关系,并使用指数模型拟合干化事件,总结了各站点干化速率的季节间变化规律。2016-2020年黑河流域10个站点共识别出362个有效干化事件,分析结果表明：(1)土壤进入干化期后,干化速率随土壤含水率降低而逐渐减缓,约12天后,上游、中下游站点土壤干化速率皆趋于稳定,上游站点稳定在约0.04 cm³·cm^-3·day^-1,中下游则趋于0。...     

应用贝拉尼平板蒸发表估算可能蒸散量

1.引言蒸发表是一种测量水分从湿润多孔表面散失的仪器.贝拉尼平板蒸发表是蒸发表中的一种.它的蒸发表面是特别烧制的陶瓷板.水分通过陶瓷孔蒸发.陶瓷板固定在涂釉的陶瓷漏斗的顶部.水从盛水容器进入漏斗.因为陶瓷孔很容易被水中杂质阻塞,因此,测量用水要用蒸馏水.蒸发表需要的水量比A级蒸发器少得多,而且没有蒸发器测量的溅水问题.价格便宜、使用方便也是它的优点.但是,蒸发水分的暴露面的标准化     

川井沙地及其周边小规模沙被范围和特征的研究

文章以内蒙古巴彦淖尔市乌拉特中旗川井沙地及其周边小规模沙被为研究对象,明确了川井沙地的范围、气候类型和植被类型。研究显示:川井沙地总面积4222.90 km2,属于大规模沙被,其主体部分(74.2%)位于川井苏木境内,属半干旱气候,地带性植被是荒漠草原;川井沙地大部分区域沙层厚度小于50 cm,以平沙被、物理沙堆和植物沙包为主要表面形态,缺乏较高大的沙丘;最常见的植被类型是小针茅-藏锦鸡儿-蒙古葱群落、沙生针茅+克氏针茅群落、沙生针茅-藏锦鸡儿群落。研究还发现:半干旱区地表一定程度的风积沙化,有利于保存水分、聚积养分和植物生长;草原管理与利用方式对沙物质的聚积和侵蚀影响较大,过度利用会造成侵蚀作用加强,细粒物质丧失,甚至丧失沙物质(去沙化),发生更为严重的退化(砾石化等草原退化过程);灌木是荒漠草原的固有成分,其正常的生长有利于维持荒漠草原生态位的多样化和群落生物量的稳定性,有利于牲畜在干旱时和冬春季度过“饥荒”;灌木的发育过程往往与其下沙被覆盖相关,灌丛及沙物质的萎缩或缺失都是区域退化的反映。     

《自然蒸发的理论及应用》一书出版

由朱岗先生编著的《自然蒸发的理论及应用》一书 ,已由气象出版社出版。水分蒸发现象 ,不仅构成地球上水分循环的重要部分 ,而且随着蒸发潜热的收支 ,也是地球上热能交换的重要因子 ,其中空中水分蒸发现象与地方天气预报有关 ,而从陆地和海洋的蒸发 ,不仅为气象学和气候学中的问题 ,而且涉及到地球物理学科的其它学科 ,如水文学和海洋学等。研讨从自然表面的蒸发作用 ,以及自然土壤的干化过程 ,由于问题的复杂性及实验观测之困难 ,进展较小。本书对此问题作了较为全面系统的研究。就蒸发问题对地球表面水分平衡和热量平衡的作用 ,及蒸发过…     

2008年7—9月中国北方不同下垫面晴空陆面过程特征差异

采用2008年7—9月观测的中国干旱/半干旱区实验观测协同与集成研究资料,选取了9个下垫面(包括裸地、草地、森林和农田),分析了中国北方不同下垫面以及不同地区同类下垫面的晴空陆面辐射平衡和热量平衡日变化特征差异。结果表明,不同下垫面以及不同地区同类下垫面的地表辐射和能量过程特征差异明显,而这种差异主要源于下垫面的光学特性、水热特性以及局地陆-气系统中可利用水分的不同。在辐射平衡的比较方面,荒漠沙地发射的长波辐射最大,高寒森林的长波辐射最低,农田下垫面发射的长波辐射总体低于草地;荒漠沙地、草地、农田和高寒森林的反射率依次减弱;荒漠沙地、草地、农田、森林下垫面的净辐射依次增大。在能量平衡方面,荒漠区沙地可利用能量大部分(约80%)用于加热大气,约20%消耗于蒸发和加热土壤;草地下垫面可利用能量中用于加热大气的能量比蒸发水分消耗的能量高,但高寒草甸例外;农田下垫面可利用能量的大部分消耗于蒸发,消耗于加热大气的能量不到20%。水含量越高,潜热通量越大,能量闭合率越低,能量过程也更复杂。     

环境因子对敦煌莫高窟洞窟水分蒸发的影响

环境因子对洞窟水分蒸发有重要影响.在敦煌莫高窟72窟蒸发水分的收集过程中,通过对窟内温度和湿度的控制,分析窟内温湿度对水分蒸发的影响及作用机理,并根据围岩水分蒸发机理,探讨影响水分蒸发的外部环境因子.结果表明,洞窟2.0℃的温度变化即可对水分蒸发产生显著影响,短期内蒸发量可增大1倍以上.温度高、蒸发量大,可导致窟内相对湿度增加,因此目前全球性的气温升高对洞窟文物将产生不利影响.敦煌地区降雨量的增加增大了空气潮湿过程激活壁画盐分的可能.莫高窟所处的地理位置、地热、地形结构、围岩孔隙度和洞窟结构本身对围岩水分蒸发有重要影响.本文从环境因素揭示了莫高窟壁画能够保存至今的关键原因,为今后洞窟文物的更好保护提供了新思路.     

有限元集中质量法在非饱和土壤水流中的应用

利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元集中质量法,讨论了非饱和土壤水流动的数值计算模型,用以模拟均质土壤,地下水埋藏很深且在不同的初始和边界条件下的水分运动。通过将第一类边界条件齐次化,而对于第二类非线性边界条件采用变分的办法将其直接转化为已知边界通量的计算,从而容易且较好地处理了带通量约束边界条件。对于入渗或蒸发问题,用通常的离散方法容易产生振荡非物理解。我们采用有限元集中质量法,将质量矩阵的非对角元集中到主对角元,避免了这种非物理解的产生。利用该方案统一地模拟如下情况：稳定入渗和蒸发、蒸发一段时间后达到风干率,以及波动入渗蒸发时土壤水势的变化状况。模拟表明,在已知有关土壤参数的情况下,该模型能较好地模拟非饱和流水势及含水量分布。     

水平非均匀加热对强对流中尺度系统发展的影响

据多年统计资料和个例分析知道,水平非均匀加热例如湖陆加热作用,对强对流中尺度系统的发展有着重要的影响.在本文中,首先把水平非均匀加热作适当处理,并由此建立一个简单的线性胞状对流模式.利用该模式进行热对流不稳定的理论分析,结果发现水平非均匀加热的温度梯度dT_0/dy的超过其临界值(dT_0/dy)_c=0.64℃/10公里时,则将使不稳定的热对流发展,而且对流带发展的最优宽度约为12.5公里,由初始扰动起增长10倍的时间约为25分钟.这些结果均与1979年6月8日洪泽湖畔的一次飑线发展过程颇为一致.     

隆冬腊月防中风

隆冬腊月防中风近年来，发现中风与气象有关。首先，冷空气的寒冷刺激及空气中的臭氧，容易引起血管收缩和痉挛，促使脑部血压剧烈变化，导致血管闭塞，造成脑组织缺氧、坏死、脑水肿，使血管易于破裂而发生脑溢血。同时，冬季空气干燥，身体表面水分蒸发快，可引起血液变...     

冬季湿球溶冰观测注意事项

1 溶冰目的 溶冰的目的是使湿球纱布有足够的水分(或冰衣),保持表面有良好的蒸发,以获得准确的湿球示度.     

陆面模式中土壤和植被经验参数随机误差的传播研究

数据质量问题和模式参数化方案的非完备性是陆面模拟中不确定性的主要来源。本文将高斯误差传播原理 (Gaussian Error Propagation, GEP) 应用于通用陆面模式 (the Common Land Model, CoLM), 研究关键的植被和土壤属性参数随机误差在模式中的传播, 确定由此类误差导致的CoLM模拟的不确定性。结果表明: (1) 基于本研究给定的土壤和植被参数的不确定性, CoLM模拟的表层土壤温度、 土壤湿度和植被蒸散通量 (植冠蒸腾+地表蒸发) 的相对误差分别为0.11%、 34.07%和5.58%; 砂土和稀疏森林上模拟效果最差。土壤参数随机误差对CoLM模拟的影响高于植被参数, 而土壤水文参数 (孔隙率、 饱和基质势、 气孔尺寸分布指数和饱和导水率) 对各模拟量不确定性的贡献率均远大于热力参数 (饱和反照率和热容)。对于本研究涉及的所有模拟变量而言, 最关键的参数均是气孔尺寸分布指数b, 这可能与描述基质势与体积水含量关系的函数有关, 其次重要的是砂土的孔隙度和粘土的饱和导水率。混交森林上的根深分布和苔原上的动力学粗糙度对蒸散通量贡献显著。本身相对误差大的经验参数对CoLM模拟不确定性的贡献不一定多。 (2) 干燥条件下 (表层液态水饱和度小于0.1) 土壤温度的不确定性大; 相变发生时刻附近 (表层土壤温度在0℃附近且表层液态水含量大于0) 土壤湿度不确定性显著; 蒸散通量的不确定性随本身绝对值的增大而增大, 在相对温暖干燥环境中 (表层土壤温度高于280 K且表层液态水饱和度小于0.3) 其不确定性最高。研究证实, GEP能够辨识CoLM中需优先提高观测精度的关键参数和关键参数化过程, 对陆面模拟的参数选定、 不确定性评估和模式完善具有重要意义。     

灌溉小麦的水分利用和碳同化的季节变化

在作物封行到生理成熟的73天内,对新南威尔士的格里费斯地区灌溉小麦的蒸发和净同化率进行了测定.水汽和CO_2通量密度的微气象确定以能量平衡或鲍恩比方法为依据.包括称重蒸散计、土壤水分含量和植物干物质等的补充测定表明,利用这些通量的一系列逐时值可以解释作物水分利用和生长.在研究期间日蒸发率约增加3倍,达到每天10毫米,最后20天以前,可能蒸发的估算值一直低于实测值,这以后土壤水分下降和作物开始衰老,使蒸发率减小.在开花前,白天CO_2的净同化率接近常数,其逐日变化比蒸发率逐日变化小一个量级.灌溉条件下的净同化率的日值和峰值一般高于澳大利亚南部的旱地小麦,但与灌溉的向日葵的相应值不相上下,在开花后,观测到CO_2净同化速率逐渐下降.开始的下降是由作物倒伏造成的,而后期的减小可以认为是由于土壤水分消耗和作物衰老的综合影响造成的.根据在接近开花和生理成熟时期未倒伏作物的收获量确定出从开花前到开花后水分利用效率降低24%.逐时蒸发和净同化的比值与水汽压亏缺为正相关,部分地解释了随着逐渐进入生殖生长阶段由于相对湿度的下降实测的CO_2净同化率降低.在这个阶段,作物的倒伏和衰老是水分利用效率降低的附加因素.增进对水分利用效率动力学的了解需要进一步改善植物和土壤之间气体交换的各通量的分别测定.     

蒸发势的一种计算方法

讨论蒸发势的一种经验计算方法, 考虑了平均气温、相对湿度、风速3种要素.其数值与彭曼蒸发势值, 与用E601蒸发器、小型蒸发器观测的蒸发量 (以下分别简称E601蒸发量, 小型蒸发量) 作相关分析, 相关系数都在极显著水平以上, 而且很稳定.因此, 初步认为这种计算法适合于本地.本计算方法通俗易懂, 便于掌握和使用, 与有关指标 (例如干热风指标) 可以较好地衔接.利用本计算方法所得结果在评估水分盈亏时取得了明显的成效, 在干旱和干热风分析中有重要的实际意义.     

14时湿球温度失真原因

在实际观测工作时偶遇以下情况 :0 8时湿球温度正常 ,但 14时却明显偏高 ,而 2 0时后又恢复正常。经认真检查分析 ,发现是由于湿球纱布包扎不当———湿球球部下端的纱布扎得过紧所致。白天温度高 ,湿度小 ,蒸发快 ,湿球表面所需的水分大。而由于纱布扎得过紧 ,水杯里的水不能正常地传送到湿球表面纱布上 ,造成湿球球部水分供应不足 ,使其数值偏高而失真。夜间由于温度下降 ,湿度增大 ,蒸发较慢 ,湿球表面所需水分减少 ,因此湿球示值又恢复正常。因此 ,在更换湿球纱布时 ,应严格按照《规范》规定的办法操作。切记 :要靠着球部扎好纱布 ,不宜…     

新疆气候之最(五)

新疆哪里最湿润?哪里最干燥?哪里蒸发量最大? 闷热会使人感到非常不适.相反.干热就没有那么不舒服.当你从浴室中出来时,身上水珠迅速蒸发,带走热量,你会顿感凉爽异常.湿度低了,纺纱过程中易于断头,接头棉纱处有一粗大白点.干热的空气,如果有一定的风,就会使植株大量迅速地丧失水分,导致减产.这些现象,都是湿度和蒸发在起作用.下面我们从极值的角度分别介     

半干旱区陆面模式参数对水分循环的敏感性研究

植被覆盖对陆气之间物质和能量交换过程具有极其重要的影响,但植被覆盖对于交换过程的影响因子很多,关系复杂.作者研究了各种植被因子对陆气之间水分循环的作用和相对重要性.首先通过单点NO-AH模式对吉林通榆农田下垫面2004年土壤和边界层各物理量进行模拟,并与观测结果比较和评价,肯定了单点NOAH模式模拟能力.使用这一模式进行敏感试验,将与植被有关的参数分别在其取值范围取较大与较小值,比较水分循环各物理量如土壤湿度、土壤蒸发、植被蒸腾等的变化情况.试验表明在各参数中植被气孔阻抗、根系深度、土壤湿度初值和反照率对水分循环的影响较大,而叶面积指数、粗糙度和冠层阻抗则影响较小.