西北干旱区荒漠生态系统通量贡献区模型研究

涡度相关仪通量值所代表的通量贡献区范围,对于通量观测塔的选址、仪器安装高度的确定以及通量观测数据的质量控制等具有重要的指导意义。利用通量贡献区模型对位于古尔班通古特沙漠试验场通量观测资料的空间代表性进行初步分析。结果表明：该荒漠区在大气稳定条件下90%的通量贡献区最远可以达到686.40 m,通量贡献函数最大点的位置在162.50 m;大气稳定时各风向的通量贡献区范围在生长末期均达到最大,生长初期和中期的源区变化因受到各风向风速和植被下垫面的影响而有差异;大气不稳定时不同生长时期各风向通量贡献区没有固定变化规律;通量源区大约有58.71%的信息来自于荒漠区通量观测塔西南至西北方,整个生长季生长末期通量贡献最多,所占比例为40.16%。由FSAM模型测得的通量贡献区范围可以较准确地反映荒漠生态系统下垫面的通量信息。     

科尔沁梯级生态带大孔径闪烁仪与涡动相关仪观测显热通量间的尺度关系

利用2017年内蒙古科尔沁沙地梯级生态带上涡动相关仪和大孔径闪烁仪的观测数据，借助解析足迹模型计算的源区，探究荒漠化地区复杂下垫面上涡动相关仪和大孔径闪烁仪观测显热通量之间的差异和关系。结果表明：不论哪个风向上，农田是占研究区LAS源区比重最大的下垫面类型；不同风向、不同下垫面种类上LAS源区面积、各站点涡动源区面积均不同；不同下垫面EC观测的显热通量（H）与LAS观测值相关性不同，各EC与LAS观测值间的R²普遍偏低；H_LAS和H_EC聚合拟合程度较好，拟合系数为1.179 8，两者间具有较好的尺度相互转化关系。LAS观测数据偏大、能量闭合问题、非研究类型下垫面占比、数据的选择时段是影响二者相关性的原因。     

科尔沁沙地梯级生态带水热通量变化特征及气候学足迹

荒漠化地区水热通量变化特征和气候学足迹对理解干旱、半干旱区气候变化及水分循环具有重要意义。以科尔沁沙地一条梯级生态带为研究区，运用2017年3-12月大孔径闪烁仪和自动气象站数据对研究区不同时间尺度水热通量和通量源区的动态变化特征进行分析。结果表明：水热通量日变化特征明显，各分支能量占比不同。晴天近地表能量各项分支曲线均呈显著单峰状，多云天水热通量变化无显著规律；水热通量季节变化显著，夏季显热通量值小于春季、秋季和冬季，潜热通量夏季最大，其次为春季和秋季，冬季最小；小时尺度和日尺度上源区变化较大；季节尺度上，源区面积春季 > 秋季 > 夏季，季节尺度间源区差异较小时尺度和日尺度降低；结合梯级生态带内下垫面类型看，生长季源区以光径中段的玉米农田占比最大，沙丘和草甸下垫面次之，光径内小型湖泊所占源区比例较小。不同月份各下垫面类型占比略有不同。     

城市绿地水热通量的遥感反演与实验验证

为了定量评估北京绿色奥运城市绿地建设对生态环境的改善作用,根据北京城市下垫面状况改进了SE-BAL模型地表比辐射率、地表温度参数,应用模型对北京TM遥感图像反演了城市绿地水热通量,并用涡度相关系统地面同步观测数据进行验证,模型反演值与地面观测值基本相符。秋季植被覆盖下垫面显热约为建筑区的78%,为裸土的60%;而潜热约为建筑区的1.24倍,为裸土的1.55倍;林地显热约为草地的97%,潜热为草地的1.12倍。显热随植被覆盖度Pv的增加而降低,而潜热随Pv的增加而增加;在低植被覆盖度(Pv0.6)区域,提高Pv对降低显热、增加潜热的效果比高植被覆盖度(Pv0.6)区域要显著。     

珠海凤凰山林地下垫面观测通量的贡献区分析

根据安装在珠海凤凰山亚热带常绿阔叶林区内的陆―气相互作用与碳通量观测塔观测数据,利用K-M模型计算了对应时刻的通量贡献区,分析得到不同大气稳定度、不同季节、不同时刻下通量贡献区分布的变化规律。提出一种切实可行的评价地表均一性的标准,即计算每个子区域表面积与其地表投影区域表面积的比值,以此确定K-M 模型对该站点的适用性。结果表明：通量贡献区范围的分布,在大气稳定度＞0.1 的情况下与主风向分布范围相近,而在大气稳定度＜-0.1 的情况下与主风向分布范围不完全一致。在冬季,通量贡献区主要分布在北部和东部方向;在季风爆发前的春季,通量贡献区分布和冬季大体相近;在季风爆发后的春季和夏季,通量贡献区在西南方向和东南方向较为集中,这一规律和风速风向的分布规律一致。对于日变化来说,在夜间通量贡献区范围大于白天,其中贡献区最大范围多出现在夜间,但随着季风的爆发,贡献区最大范围出现的时间从T 02:00左右推迟到T 04:00 左右,这可能是由不同季节大气达到最稳定的时段不同所致。贡献区范围最小的情况出现在T 07:00―09:00 之间,这段时间往往也是湍流活动性最强的时段。     

塔克拉玛干沙漠腹地复合型纵向沙垄区近地层沙尘水平通量及粒度特征

利用BSNE梯度集沙仪采集塔克拉玛干沙漠腹地复合型纵向沙垄区近地层80m高度内秋季不同高度的沙尘物质,探讨沙尘天气下水平输沙通量差异及沙尘的粒度特征。结果表明：由于受到复合型纵向沙垄的影响,沙尘天气过程近地层沙尘水平通量并不遵循幂函数或指数函数分布,在20m以下随高度增加而降低,在32~63m随高度增加而增大,并且在24m和63m两个高度处出现转折点。各层沙尘平均粒径64~80μm,以极细沙为主,分选系数0.96~1.12,分选性中等偏差。粒径频率曲线呈双峰分布,主峰值出现在80~110μm,次峰值在10~12μm,反映了沙尘组成的复杂性,远源沙尘在各高度层的变化幅度较小,以局地和区域源为主。沙尘水平通量与沙尘粒度变化表明沙尘天气主导风速风向、强烈的上升运动及纵向沙垄是影响沙尘水平通量垂直差异的重要因素。     

流动沙丘涡度相关通量的坐标旋转订正与对比研究

复杂下垫面导致近地面大气运动具有特殊的动力学和热力学特征,进而影响物质和能量的交换过程。以科尔沁流动沙丘7月份涡度数据为例,分析由于地形引起的风速、旋转角度β的变化,采用二次旋转法（DR）和平面拟合法（PF）对水热通量、数据质量对比分析,结果表明：（1）地形平缓区（180°~330°）垂直风速>0,β在1.677 3°左右;地形陡峭区（330°~180°）垂直风速<0,β在-1.648 6°左右。（2）DR法和PF法对潜热通量影响很大,分别增加17%和减小15%,DR法订正前后水热通量相关性均高于PF法。（3）DR法和PF法订正后的数据分别有89.6%和89.3%通过湍流发展的充分性检验;DR法订正前后摩擦风速相关性高于PF法;能量闭合率分别提高了3.47%和2.78%。（4）整个生长季中,6、8月订正后涡度数据质量有较好的提高。因此,DR法更适用于起伏较大的流动沙丘。研究结果充分考虑地形对涡度数据影响,为科尔沁沙地及具有相似地形的地区涡度数据的合理使用提供参考。     

荒漠河岸胡杨林生态系统涡度相关通量数据处理与质量控制方法研究

涡度相关通量数据处理与质量控制是保证各观测台站数据质量、实现数据共享与综合集成的前提。然而,由于各个背景样地差异比较大,目前这一方面还没有统一、精确的方法可用。因此本文以黑河下游额济纳旗胡杨林生态系统8月份的涡度数据为例,介绍了各处理方法对通量结果的影响,结果表明:相比其它各校正方法而言,野点值剔除及密度效应校正(WPL)对CO2通量的影响最大,其值分别降低了11%和42%;WPL校正对潜热通量的影响最大,其值增加了6.5%;超声虚温校正对感热通量的影响最大,其值降低了9.3%。就数据质量控制与评价的方法研究,发现该样地能量平衡闭合率为71%,分别有65%和72%的数据通过了湍流的平稳性检验和湍流发展的充分性检验,数据质量较好。通过该研究,以期为荒漠河岸林生态系统涡度相关数据的处理提供参考。     

念青唐古拉山南坡气温分布及其垂直梯度

利用架设在念青唐古拉山南坡9个海拔高度(4 300~5 500 m)的自动气象站1 a(2006年8月1日至2007年7月31日)的实测数据,对山坡1.5 m高度的近地面气温随海拔梯度和时间的分布进行了分析。表明念青南坡4 300~4 950 m冷季(10~4月)存在逆温。利用高山各观测高度的温度与当雄气象站气温具有良好相关,推算出多年平均情况下念青唐古拉山南坡各观测高度的年平均气温和各月平均气温。并由此推测念青唐古拉山南坡海拔5 100 m以上存在高山多年冻土,此多年冻土下界高度比《中国冻土》指出的高度高约200 m。     

《亚洲中部干旱区蒸散发研究》出版

由中国科学院新疆生态与地理研究所陈曦研究员等编著的《亚洲中部干旱区蒸散发研究》一书由气象出版社于2012年2月出版。本书基于细致、深入的蒸散发理论研究,同化站点观测数据与多源遥感系列数据,从叶片、冠层、群落、流域和区域五个尺度提供了干旱区无资料和缺资料地区蒸散发计算参数方法,解决区域下垫面非均质性的蒸散发计算问题,通过地面涡度相关仪器观测资料分析,提出了瞬时蒸散发的日尺度扩展方法。全书共分为7个章节:亚洲中部干旱区的地理位置和     

1987—1988年夏季长城站地区的热力和动力特征

本文利用1987～1988年夏季我国首次南极长城站边界层气象观测实验资料,运用近地层大气通量的平均廓线理论计算方法,分析了该地区夏季的热状况特征,并与南极内陆的瑞穗站及我国青藏高原等地区的热状况进行了初步比较。在夏季,长城站地面相对于大气而言,仍为热源,地面主要以潜热输送的方式加热大气。夏季长城站的热状况特征与我国青藏高原东部地区进入雨季后的情况相近。     

南极瑞穗站上空动量和感热等湍流通量的观测研究

本文根据南极瑞穗站气温、风等平均廓线资料,利用相似理论通量一廓线关系计算得出了该站的湍流通量,并与西太平洋热带海域和北京地区湍流通量计算结果进行了比较。     

南极普里兹湾及其毗邻南印度洋夏季微小型浮游植物的分布特征

1990年 1 2月～ 1 991年 1月从南极普里兹湾及其毗邻南印度洋获得的微小型浮游植物样品 ,经鉴定、分析表明 :调查海区有 5门 40属 1 2 2种、变种和变型 ,其中硅藻类占 73 .0 %,甲藻类占2 0 .5 %,其它仅占 6 .5 %。表层水样微小型浮游植物平均丰度为 2 5 5 1× 1 0 4个 /m3 ,其密集区主要分布在普里兹湾内邻近陆架区的 7站和西冰架与沙克尔顿冰架之间的以北海域 ( 3、 4、 2、 3、 1站及 1站 ) ;位于普里兹湾西北部海域断面 和 1～ 5站丰度最低。网采浮游植物平均丰度为 81 2× 1 0 4 个 /m3 ,其密集区则分布在普里兹湾邻近陆架区 ( 2、 4、 5、 7、 4、 5站 )和西冰架北部海域 ( 1、 3站 ) ;低丰度位于沙克尔顿冰架东部海域 (断面 、 的测站 )。微小型浮游植物垂直分布密集区位于测区中部 ( 3、 3站 )和东部 ( 3站 ) 0～ 5 0 m水体 ,水深1 0 0 m以下至 2 0 0 m随深度的增加而丰度逐渐减少。微小型浮游植物丰度与大磷虾的丰度和营养盐 (N、P、Si)浓度成显著的负相关。     

Seasonal variations of the near surfacelayer parameters over the Antarctic ice sheet in Princess Elizabeth Land,East Antarctica

Analysis of sensible heat flux(Qh),latent heat flux(Qe),Richardson number(Ri),bulk transport coefficient(Cd) and katabatic winds are presented by using the meteorological data in the near surface layer from an automatic weather station(AWS) in Princess Elizabeth Land,East Antarctica ice sheet and the data of corresponding period at Zhongshan station in 2002.It shows that annual mean air temperature at LGB69 is-25.6°C,which is 16.4°C lower than that at Zhongshan,where the elevation is lower and located on the coast.The temperature lapse rate is about 1.0°C/110 m for the initial from coast to inland.The turbulence heat flux at LGB69 displays obvious seasonal variations with the average sensible heat flux-17.9 W/m2 and latent heat flux-0.9 W/m2.The intensity(Qh+Qe) of coolling source is-18.8 W/m2 meaning the snow surface layer obtains heat from atmosphere.The near surface atmosphere is near-neutral stratified with bulk transport coefficients(Cd) around 2.8×10-3,and it is near constant when the wind speed higher than 8 m/s.The speed and the frequency of easterly Katabatic winds at LGB69 were higher than that at Zhongshan Station.     

一次夏季强沙尘暴形成机理的综合分析

利用沙尘暴发生前夕酒泉基准站的探空资料、沙尘暴发生前后地面自动站观测资料和有关台站的常规观测资料对2004年7月12日出现在我国内蒙古西部和河西走廊西端的一次沙尘暴天气过程,从大气层结稳定度、地形因素对沙尘暴影响的机理以及下垫面性质等方面进行了分析,并对天气现象发生时地面气象要素和地温的变化进行了研究。结果表明：①大气层结的不稳定起了激发作用;②该地区特殊的地形条件所造成的“狭管效应”起到了加强作用;③沙尘暴爆发前风速迅速增大,为起沙提供了动力条件;④气压和相对湿度在沙尘暴发生前夕和沙尘暴过程的中后期有明显扰动, 沙尘暴结束后温度、气压、相对湿度和地面等气象要素有显著性突变。     

Distribution characteristics of planktonic nano－and microalgae in the Prydz Bay and its adjacent Southern Indian Ocean，during austral summer

Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｌａｎｋｔｏｎｉｃｎａｎｏ－ａｎｄｍｉｃｒｏａｌｇａｅｉｎｔｈｅＰｒｙｄｚＢａｙａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔＳｏｕｔｈｅｒｎＩｎｄｉａｎＯｃｅａｎ，ｄｕｒｉｎｇａｕｓｔｒａｌｓｕｍｍｅｒＺｈ...     

塔克拉玛干沙漠东南缘沙尘暴过程中近地表沙尘水平通量观测研究

沙漠是重要的沙尘源区,沙漠地区近地表水平输送的沙尘物质通量及其随高度的变化是沙尘输送过程的重要特征。在塔克拉玛干沙漠东南缘若羌平坦沙地的风沙观测场,利用BSNE集沙仪对沙尘暴天气过程中近地表2 m内不同高度沙尘物质的水平输送进行了观测,对其随高度变化特征进行了分析,并对近地表水平运动的沙尘通量进行了计算。结果表明:观测点沙尘物质的水平通量随高度的增加而减小,与高度的关系可用幂函数表示;约66%的沙尘在地表50 cm高度以内传输;80%的沙尘在地表100 cm高度以内传输;观测点2009—2010年12次沙尘暴天气过程,通过0～2 m高度的单宽总输沙量为3 627.9 kg·m-1,PM80、PM50的输送量分别为1 430.4 kg·m-1、216.2 kg·m-1。     

Formation of turbid ice during autumn freeze-up in the Kara Sea

A one-dimensional (vertical) model is used to estimate the mass of ice-rafted sediment in turbid sea ice on the shallow Kara Sea shelf during autumn freeze-up. Sediment is entrained into the ice through aggregation with frazil ice crystals that are diffused downwards by wind-generated turbulence. Data from local meteorological stations are used to force the model, while water stratification and sediment concentrations from the area are used to initiate the model. Model results indicate a 0.2 m thick layer of slush ice created during 48 h with a mean wind of 6 m/s and an air temperature of −10°C. This ice contains ca. 20 mg/1 of sediment, or in total ca. 2% of the annual sediment discharge by nearby rivers. In shallow areas (<20 m depth) the process is very effective with winds of ca. 12 m/s, and the process can incorporate many years of sediment discharge. In the deeper areas (>20 m depth), the strong salinity stratification implies that winds above 18 m/s are needed for the process to be effective. For the rest of the winter months the same process may lead to additional sediment incorporated in a coastal polynya, but the freeze-up alone has the capacity to incorporate the total summer discharge of sediment into the surface ice. Calculated sediment concentrations in the surface ice cover are in the range 3 mg/1-19 g/1, in good agreement with available field data.