塔克拉玛干沙漠北缘绿洲-荒漠过渡带辐射特征——以肖塘为例

利用塔克拉玛干沙漠北缘绿洲-荒漠过渡带肖塘地区2018年直接观测辐射资料,对该地区的直接辐射、散射辐射和总辐射进行分析。结果表明:散射辐射和总辐射年曝辐量分别为3 323.8、5 781.8 MJ·m-2;散射辐射月曝辐量最大在5月,最小在12月;总辐射月曝辐量最大在7月,最小在12月。直接辐射夏季秋季春季冬季;散射辐射春季夏季秋季冬季;总辐射夏季春季秋季冬季。晴天日变化表现为早晚小,中午大;沙尘暴天散射辐射值增加到与总辐射基本一致,直接辐射衰减最为明显。肖塘地区夏季太阳高度角74°,冬季太阳高度角42°。地面有积雪时,相比较于晴天散射辐射增加47.5%。     

太阳直接辐射光量子通量的气候学计算方法

为了把太阳直接辐射通量密度换算成光量子通量密度,取用了一个简单的大气模式,计算了各种太阳高度、地面气压和大气浑浊度下太阳直接辐射中的光合有效辐射能量通量和光量子通量,从而得到了单位光合有效辐射能量所具有的光量子数。结果表明:这个数是比较稳定的。在平原地区,10—90°的太阳高度范围内,1W.m~(-2)的光合有效辐射通量密度具有4.72±0.11μmol.m~(-2).s~(-1)的光量子通量密度。本文还采用北京地区四个季节定时的太阳直接辐射分光测量资料和高原观测资料检验了模式计算结果的可靠性,获得了满意的结果。     

塔克拉玛干沙漠塔中与巴丹吉林沙漠拐子湖地表辐射特征对比

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中和巴丹吉林沙漠北缘拐子湖两个陆气通量监测站2013年2月-2014年1月地面辐射观测数据及相应气象资料,对比分析塔中和拐子湖两地的太阳辐射通量和地表反照率差异特征,同时也探究了两地太阳辐射通量和地表反照率与太阳高度角之间的关系。结果表明：（1）塔中和拐子湖两地各辐射通量均呈较为同步的季节变化特征;具有太阳辐射优势的塔中地区因沙尘天气的影响在部分月份地表总辐射小于拐子湖地区;拐子湖由于地表沙粒相对较粗且包含大量透明度较高的石英颗粒,地表反照率和反射辐射均大于塔中地区;两地各辐射通量月平均日变化均呈现出标准倒"U"型结构;（2）拐子湖较粗的地表沙粒导致沙尘天气过后不易形成浮尘,沙尘天气过后各辐射通量恢复至发生之前的状态较塔中地区迅速;（3）两地太阳高度角夏季最大,冬季最小,最大值均可达75°左右,最小值塔中和拐子湖地区分别为45°和40°;各辐射通量随着太阳高度角的升高而增加,地表反照率随之减小,但受多种因素影响各辐射通量最大值并未出现在太阳高度角最大的时候。     

南极拉斯曼丘陵地区紫外辐射的特征

本文对南极拉斯曼丘陵地区１９９３年２－１９９４年１２月的紫外辐射和总辐射资料进行了初步分析。结果表明该地区地表接收到的太阳辐射能主要集中在暖季，紫外辐射和总辐分别占年总量的８７％和８６％。极昼期间辐射通量特别强，紫外辐射和总辐射１１－１月的平均强度超过青藏高原和北极圈附近地区夏季的平均强度。     

南极拉斯曼丘陵地区紫外辐射的特征

本文对南极拉斯曼丘陵地区１９９３年２月～１９９４年１２月的紫外辐射和总辐射资料进行了初步分析。结果表明该地区地表接收到的太阳辐射能主要集中在暖季（１０～２月），紫外辐射和总辐射分别占年总量的８７％和８６％。极昼期间辐射通量特别强，紫外辐射和总辐射１１～１月的平均强度超过青藏高原和北极圈附近地区夏季（６～８月）的平均强度。南极春季（９～１０月）臭氧洞期间，臭氧减少不但对紫外辐射Ｂ波段有显著的增加作用，对紫外辐射和总辐射也有一定的作用，紫外辐射和总辐射与斜程柱臭氧总量都呈对数关系。     

鄂陵湖湖滨地区夏季近地层微气象特征与碳通量变化分析

利用2010年夏季鄂陵湖湖滨地区试验观测资料,从中选取资料较好的5个连续晴天,分析了该地区高寒草甸夏季局地气候、辐射与能量平衡特征以及碳通量的日变化。结果表明：①夏季晴天湖滨地区近地层气象要素受到湖陆风的较大影响,风向昼夜交替变化,垂直风速和摩擦速度明显大于玛曲草原,全天盛行上升气流,昼夜温差较小;②湖滨地区日均太阳总辐射与净辐射高于玛曲草原和金塔绿洲,地表能量不平衡现象较显著,湍流输送以潜热为主,夜间近地层存在明显的逆温和逆湿现象;③夏季湖滨草甸碳吸收的日最大值出现在上午11时前后,碳吸收显著大于碳排放,其水分利用效率与海北草甸生态系统接近,总体偏低。     

复杂地形下长江流域太阳总辐射的分布式模拟

利用长江流域气象站1960-2005年的观测资料(包括常规气象站点资料和辐射站点资料)、NOAA-AVHRR遥感数据(反演地表反照率),以1km×1km的数字高程模型(DEM)反映地形状况的主要数据,通过基于DEM数据的起伏地形下天文辐射模型和地形开阔度模型,分别建立了长江流域太阳直接辐射、散射辐射和地形反射辐射分布式模型,实现了长江流域太阳总辐射模拟,并对总辐射模拟结果进行了时空分布规律分析和对其受季节、纬度、地形因子(高度、坡度和坡向等)影响的局部规律分析,以及模拟结果的误差分析和站点验证分析。结果显示:太阳总辐射在季节上受影响的程度依次是春季>冬季>夏季>秋季;随着高度、坡度、纬度的增加,太阳总辐射受坡向影响的程度呈增强趋势,从坡向上看,向阳山坡(偏南坡)对太阳总辐射量明显高于背阴坡(偏北坡)。模拟的平均绝对误差为13.04177MJm^-2,相对误差平均值3.655%,用站点验证方法显示:模拟绝对误差为22.667MJm^-2,相对误差为4.867%。     

海南岛橡胶林辐射通量特征

热带橡胶人工林作为我国热带地区最重要的生态系统,在森林辐射研究中扮演着重要角色。随着橡胶林在我国热带地区大面积地种植,对其生态效应的质疑也在增加,有必要对其辐射通量进行研究。基于海南岛橡胶林2010年1 a的辐射观测数据,分析了其时序变化和分配等规律。结果表明：研究区橡胶林的太阳总辐射（DR）、反射辐射（UR）和净辐射（NR）通量日变化呈典型的单峰曲线,大气逆辐射（DLR）、森林长波辐射（ULR）、长波有效辐射（Ln）呈波浪形;各辐射总量除Ln 外,均为雨季大于旱季;海南岛橡胶林DR年总量为5 356.99 MJ/m2,NR、UR和Ln占其比例分别为67%、15%和18%;NR通量分配率日变化呈倒“U”型曲线,Ln和UR通量分配率则呈“U”型曲线。另外,文章还研究了各辐射通量间的关系。2010年全年反射率均值为14.18%,全年DLR与ULR之比为92.89%,净辐射NR与太阳总辐射DR关系最为密切。     

极端干旱区荒漠-湿地生态系统小气候特征与碳通量变化季节对比

甘肃敦煌荒漠-湿地具有极干旱区湿地生态系统和荒漠生态系统的典型性和代表性,在中国乃至世界上都具有重要的特殊性,然而目前关于该区小气候特征以及碳通量变化的研究基本属于空白。利用2012年夏季与冬季甘肃敦煌西湖实验观测资料,从中分别选取资料较好的5个连续晴天,对比分析了该地区荒漠-湿地生态系统冬夏两季局地气候、辐射特征以及碳通量的日变化。结果表明:(1)西湖地区两个季节湍流混合都比较充分,全天以上升气流为主,两季节温差较大,表层土壤温湿度对气温以及太阳加热作用敏感,冬季波动幅度小于夏季;(2)冬夏季辐射各分量具有典型日变化特征,但冬季各分量明显低于夏季,且该地区向下和向上长波辐射比同季节同纬度高海拔地区高;(3)西湖地区生态系统碳吸收的日最大值出现在上午11∶00前后,CO2浓度随着时间的推移逐渐降低,两个季节均表现为"碳汇",冬季的碳汇作用较弱一些。     

塔克拉玛干沙漠腹地地表辐射收支特征研究

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站探测的辐射数据,分析了流动沙漠区近地层辐射收支特征以及云和沙尘对其的影响。总辐射在夏季某些特定的天气条件下接近太阳常数。不同天气条件下,辐射收支特征存在较大差异;总辐射受云和沙尘的影响最明显,变幅最大,夏季沙尘暴天气时比晴天减少了80%以上;反射辐射的日变化趋势在各个季节内、各种天气条件下与总辐射非常一致;大气长波辐射所受影响较小,且云和沙尘会使其略微增加;地面长波辐射的变化幅度最小,均在10%以下;净辐射在阴天时略微降低,沙尘天气时明显降低,为负值。观测期间的平均辐射特征与晴天比较接近,平均的总辐射、净辐射与晴天的比值白天基本在0.7左右,说明云和沙尘对塔中的辐射能量有较大的强迫作用。     

1961—2000年中国太阳辐射区域特征的初步研究

利用中国122个辐射观测站1961—2000年的逐日地面辐射资料,同期729个气象站的逐日云量资料,分析了总辐射、直接辐射和散射辐射年代际距平分布和变化。按照中国地理气候区域的特征并考虑年总辐射,将中国划分为5个不同的辐射区域。分析了各区近40 a来总辐射、直接辐射、散射辐射的年际变化。结果表明:①总辐射和直接辐射年曝辐量在1961—1990年之间呈下降趋势,在20世纪80年代达到最低值,以青藏高原西南部地区降幅最明显;在1991—2000年总辐射和直接辐射年曝辐量有回升趋势,其中青藏高原地区回升最显著,但均未达到历史最高水平。5区总辐射近40 a来下降率为:-1.24%/10a,-1.66%/10a,-1.60%/10a,-1.89%/10a和-1.93%/10a。②近40 a来散射辐射年曝辐量除东北无明显变化外,南疆和青藏高原有降低趋势,而南方有略微增加趋势;通过对云量的分析发现西北地区低云量略增加,而其他地区低云量和总云量都有不同程度的下降趋势,5区总云量近40 a来下降率为:-2.99%/10a,-1.68%/10a,-3.10%/10a,-1.17%/10a和-1.01%/10a,低云量变化率为:-1.51%/10a,4.46%/10a,-1.47%/10a,-0.89%/10a和-0.75%/10a。最后对造成辐射长期变化的原因作了初步讨论。     

塔克拉玛干沙漠不同下垫面太阳总辐射比较

本文运用统计学方法,分析并比较了塔克拉玛干沙漠绿洲-沙漠过渡带（肖塘、哈德）与沙漠腹地（塔中）总辐射的气候学特征。结果表明：沙漠腹地（塔中）总辐射年总量高于绿洲-沙漠过渡带（肖塘、哈德）,塔中、肖塘和哈德年总量分别为6 515.0 MJ·m^-2、5 666.4 MJ·m^-2和5 774.5 MJ·m^-2。春、夏、秋、冬四季变化幅度,塔中高于肖塘和哈德,肖塘与哈德相近;3个观测点均为夏季最大、冬季最小、春季高于秋季。塔中月总量最大值出现时间（6月）早于肖塘和哈德（7月）,最小值均在12月;塔中月总量最大值比肖塘和哈德分别高99.4 MJ·m^-2和81.9 MJ·m^-2。平均日变化表现为早晚小、正午12：00最大。沙尘暴天气下总辐射被明显削弱,日变化波动大。肖塘、哈德和塔中沙尘暴日的峰值分别减少40.3%、56.2%和53.0%;日总量分别减少41.6%、57.8%和61.2%。沙尘暴日的后续天气仍受到沙尘的明显影响,只有当整个沙尘天气过程结束其日变化曲线才恢复。沙尘天气日,小时平均值>500 W·m^-2的总辐射明显被削弱,主要向低值区集中,分布在高值区的概率减少。总辐射与太阳高度角的变化一致,相同太阳高度角下晴天总辐射高于沙尘天。     

陕西省山地太阳总辐射分布式模拟研究

基于数字高程模型数据,全面考虑了天空因子和地形因子对太阳短波辐射各辐射分量的影响,分别建立了太阳直接辐射、散射辐射和反射辐射分布式模型,最终确定山地太阳总辐射分布式模型;依据该模型计算了陕西省100 m×100 m分辨率下月、季、年平均太阳直接辐射、散射辐射、反射辐射和总辐射,并分析其时空分布特征,最后探讨了局地地形因子对山地太阳总辐射的影响规律.     

中国太阳直接辐射、散射辐射和太阳总辐射间的关系

太阳直接辐射、散射辐射和太阳总辐射间的关系,在近代气象学、气候学,尤其是日射学中是很重要的研究课题之一,但是到目前为止,这方面问题的研究还是不多的。W.哥尔祖斯凯在1945年曾分析过欧洲一些地区太阳直接辐射和散射辐射闻的关系,随后     

中国太阳直接辐射、散射辐射和太阳总辐射间的关系

太阳直接辐射、散射辐射和太阳总辐射间的关系,在近代气象学、气候学,尤其是日射学中是很重要的研究课题之一,但是到目前为止,这方面问题的研究还是不多的。W.哥尔祖斯凯在1945年曾分析过欧洲一些地区太阳直接辐射和散射辐射闻的关系,随后     

陇中黄土高原夏季地表辐射特征分析

 利用实测辐射资料揭示了陇中黄土高原半干旱区夏季辐射特征。结果表明:该地区夏季晴天辐射比较强烈,总辐射最大瞬时值超过1 000 W\5m-2,有时甚至超过太阳常数。春小麦下垫面平均总辐射与典型晴天的日变化比值在0.6～0.8之间,净辐射比值在0.4～0.6之间,在裸地时也表现出同样的特点,表明在半干旱区云和降水对地表辐射的影响比较大。此外,日平均反射率起伏较大,最大为0.24,最小为0.11;春小麦下垫面的地表反射率为0.17,裸地为0.20。植被叶表面的水珠会导致反射率增大,而风速的增大会引起反射率的突变。受土壤湿度及太阳高度角和天气状况等因素的综合影响,不同天气条件下的地表反射率日变化呈现出比较大的差异。     

沙漠绿洲不同下垫面夏季能量收支对比分析

利用"绿洲系统能量与水分循环过程观测试验"2005年在甘肃金塔不同下垫面的观测资料,对绿洲、戈壁和沙漠不同下垫面夏季辐射和地表能量收支及闭合特征进行了全面的时空对比分析,结果表明:(1)不同下垫面太阳向下短波辐射没有明显差距,地面短波向上辐射差别较大,大气长波向下辐射变化较小,地表长波辐射差异显著.另外,地表吸收辐射戈壁沙漠日变化较绿洲显著.(2)沙漠与戈壁各通量特征相似,而与绿洲上的有很大差异.(3)能量通量测量存在明显的不确定性:影响能量通量不闭合的原因,主要是超声和土壤热通量的测量误差.     

塔克拉玛干沙漠北缘过渡带紫外辐射和总辐射特征

利用塔克拉玛干沙漠北缘沙漠-绿洲过渡带肖塘地区2011年直接探测的辐射资料,对该地区紫外辐射、总辐射状况进行了初步分析。结果表明:紫外辐射、总辐射年变化位相基本相同,年曝辐量分别为242.62、5441.31 MJ\5m-2,分别比塔克拉玛干沙漠腹地少21%、10%,年平均日曝辐量分别为0.68、15.35 MJ\5m-2。总辐射辐照度最大值为1329.6 W\5m-2,紫外辐射辐照度最大值为62.7 W\5m-2,出现在6月。沙尘暴对紫外辐射的减弱作用最明显,扬沙次之,浮尘减弱作用最小。紫外辐射日平均曝辐量占总辐射日平均曝辐量的3.36%～7.25%,年平均曝辐量占4.45%。     

内蒙古半干旱草原沙尘天气对近地层微气象学特征影响分析

利用锡林浩特国家气候观象台2011年4-5月近地层微气象、地表辐射和湍流通量观测数据,对比分析了内蒙古典型半干旱草原下垫面在晴天、扬沙和沙尘暴天气下各气象要素、地表辐射分量和能量平衡的变化特征。对于半干旱草原区,地面风速越大沙尘天气越强;沙尘过程开始前地面空气较暖,开始后地面空气转为相对较冷的状态;沙尘气溶胶含量越高,5 cm地温日变化趋势越弱,在沙尘过程中5 cm地温值越小。沙尘气溶胶含量越高,太阳总辐射越弱,大气长波辐射越强;地表反射辐射与总辐射有相同的日变化特征;沙尘气溶胶白天使净辐射值减小,夜间使净辐射值增大。沙尘天气直接辐射衰减非常明显,而且散射辐射在总辐射中占很大的比重。沙尘气溶胶对紫外辐射的削弱很强,并且沙尘含量越高,对紫外辐射的削弱越强。沙尘气溶胶的辐射强迫作用对地表能量平衡产生影响,使向上的感热和潜热输送减弱,使向上的土壤热通量增强或向下的土壤热通量减弱。     

基于地形的福建省太阳辐射模拟计算及评估

取分布式模拟方法,利用福建省69个气象站1971—2007年日照资料及100 m×100 m分辨率的高程数据,计算了福建省范围内历年1—12月的太阳辐射量.结果表明,福建省年太阳总辐射主要在3 800~5 300 MJ/m2之间,年太阳直接辐射在1 800~2 800 MJ/m2之间;月太阳辐射介于230~590 MJ/m2之间,其中6—9月为一年中辐射较高的4个月份.太阳辐射的高值区主要位于福建东南部的莆田、泉州、厦门、漳州4市的沿海一带,年太阳总辐射超过4 500 MJ/m2,年太阳直接辐射超过2 100 MJ/m2.此外,受地形及地表特征的影响,位于福建北部的南平市的部分地区太阳辐射也相对较高.