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相似文献
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1.
鄱阳湖夏季水热通量特征及环境要素影响分析   总被引:2,自引:2,他引:0  
气候变化加速了全球水文循环过程,然而,气候变化如何影响水体蒸发及其水热通量交换仍然不清楚.基于涡度相关系统观测鄱阳湖水体水热通量过程,在小时和日尺度分析了水热通量的变化规律及其主要影响因子.研究表明,潜热通量日变化波动剧烈,大部分为正值,变化范围在-50~580 W/m2之间.而感热通量数值较小,变化范围在-50~50 W/m2之间.8月份潜热通量和感热通量均呈波动下降趋势,均值分别为167.4和15.9 W/m2.8月份日平均潜热通量和感热通量之和大于净辐射,这是由于这一时段储存在水体中的热量释放并补充潜热通量和感热通量.小时尺度上潜热通量日变化在相位上与净辐射无显著相关性,而与风速显著相关.在日尺度变化趋势上,8月份日平均潜热通量仍主要受到风速和水温的影响,感热通量则主要受到风速和饱和水汽压差的影响.  相似文献   

2.
荆思佳  肖薇  王伟  刘强  张圳  胡诚  李旭辉 《湖泊科学》2019,31(6):1698-1712
湖泊模型为数值天气预报模型提供热量通量、水汽通量和动量通量等下边界条件,但是不同时间尺度上湖泊水热通量变化的控制因子不同,因此有必要对湖泊模型进行多时间尺度上的离线评估.本文利用2012-2016年太湖中尺度通量网避风港站的气象资料和辐射数据驱动CLM4-LISSS模型(Community Land Model version 4-Lake,Ice,Snow and Sediment Simulator),并与涡度相关观测(Eddy Covariance,EC)结果进行对比,以年平均潜热通量模拟结果最佳为目标调整了模式中的消光系数、粗糙度长度方案,研究了该模型从半小时到年尺度上对湖表温度和水热通量的模拟性能.结果表明:模型对湖表温度的模拟在各时间尺度上均比较理想,但是模拟的日较差较小;从半小时到年尺度上潜热通量的变化趋势都能被很好地模拟出来,但在季节尺度上,潜热通量的模拟出现了秋冬季偏高、春夏季偏低的情况,季节变化模拟不准确.湖表温度和潜热通量模拟偏差的原因可能是消光系数的参数化方案.相比之下,感热通量尽管年际变化趋势的模拟值与观测值一致,但是从半小时到年尺度均被高估.特别地,冷锋过境期间,模型能较好地模拟出潜热通量和感热通量的变化趋势,但对于高风速条件下的感热通量模拟效果不佳.本文的研究结果能为湖泊模式的应用与发展提供有用信息.  相似文献   

3.
50°S以南海域的感热潜热通量的模式计算   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
应用美国宇航局Goddard地球观测系统(GoddardEarthObservingSystem简称GEOS)四维资料同化系统(DataAssimilationSystem简称DAS),计算和分析了50°S以南海域夏季的感热、潜热通量.结果表明,在50°S以南海域潜热通量都为正值,感热通量在大部分海域亦为正值,但在有些海域可出现负值.感热和潜热通量随纬向呈高值区和低值区交替分布,通量低值区与海表温度低值槽区往往相符.  相似文献   

4.
非均匀灌溉棉田能量平衡特征研究   总被引:2,自引:2,他引:0       下载免费PDF全文
运用国际能量平衡实验(EBEX-2000)的湍流、净辐射和土壤观测资料,运用涡动相关法分析了非均匀灌溉引起的热内边界层发展条件下近地层感热、潜热通量特征,并对有无灌溉两种条件下的能量闭合度进行了对比分析.在计算感热、潜热通量过程中,分别将Schotanus订正和Webb订正纳入了考虑范围,研究了两种订正方法对计算湍流热通量的影响.研究结果发现,由于非均匀灌溉生成的热内边界层使得近地层感热通量受到抑制,潜热通量出现波动,该现象在8.7 m比2.7 m 更为显著.非均匀灌溉导致的热内边界层的存在使得近地层能量闭合度偏低,能量平衡比率约为0.65;而没有热内边界层存在时,近地层能量平衡比率约为0.70.本实验中,Schotanus订正使得感热通量显著减小,其订正量日平均值约为-8 W/m2,占净辐射的近4%;Webb订正量日平均值约为2 W/m2,对能量平衡的影响较小.  相似文献   

5.
干热风是常发生在中国北方冬小麦产区的高温、低湿、风速较大,并伴随有强热量交换和水分蒸发过程的农业气象灾害.当其发生时如果不能保证作物水分的供给,将严重影响产量.因此,开展干热风发生机理的准确模拟与预报,对指导采取适时的农田管理措施,保障小麦产量至关重要.本文应用中尺度气象模式WRF(Weather Research and Forecasting)输出结果驱动北京大学陆面模式PKULM(Peking University Land Model)的模拟方法,结合气象台站观测与风云3A卫星遥感反演的叶面积指数数据,对关中平原2008-2013六年间干热风过程中农田生态系统温度、湿度、风速、感热通量、潜热通量等陆气交换特征进行了数值模拟.准确模拟出了干热风发生期间的大气温度、相对湿度、风速、土壤温度、土壤含水量及冠层感热通量、总感热通量、冠层潜热通量和总潜热通量等关键要素特征,揭示了本地区干热风的两种形成机制.模拟结果表明:WRF对干热风过程的温度场、湿度场与风场模拟比较准确,PKULM对于植物在干热风过程中、特别是气孔关闭阶段的感热、潜热通量的模拟明显优于WRF-Noah LSM(Noah Land Surface Model)的模拟效果.模拟结果与相应气象要素的观测值数值接近、变化趋势一致,在实际干热风发生时间段内的各要素模拟值均达到干热风指标,因此使用本模式系统模拟预报干热风灾害是可行的.  相似文献   

6.
刘强  王伟  肖薇  荆思佳  张弥  胡勇博  张圳  谢燕红 《湖泊科学》2019,31(4):1144-1156
作为冷季主要的天气事件,冷空气过境会改变湖泊上方的气团性质,对湖泊的水热通量产生影响,进而影响湖泊的生物物理和化学过程.以亚热带大型浅水湖泊——太湖为研究对象,基于2012-2017年5个冷季(11月-翌年3月)的太湖中尺度通量网观测数据,量化不同强度冷空气(寒潮、强冷空气和较强冷空气)对太湖水热通量的影响.结果表明:在5个冷季中,寒潮、强冷空气和较强冷空气发生的总次数分别为4、11和33次,累积持续天数分别为14、31和78天.冷空气过境显著增强太湖的水热通量,3种冷空气过境使太湖的感热通量分别增至无冷空气时的10.3、6.0和4.3倍,潜热通量分别增至无冷空气时的4.0、2.1和2.7倍.虽然冷空气影响天数仅占冷季天数的16.4%,但对整个冷季的潜热和感热通量贡献分别为34.9%和51.7%,以较强冷空气贡献最大.冷空气影响时,水-气界面的温度梯度是太湖感热通量的主控因子,而潜热通量的主控因子为风速.与深水湖泊相比,太湖等浅水湖泊对冷空气过境的响应更快,寒潮过境时尤为明显.  相似文献   

7.
靳铮  张雪芹 《湖泊科学》2020,32(3):877-886
源区划分和质量过滤提高湖面涡动相关通量数据可靠性的同时,却降低了通量时间序列的连续性.为此,本文基于TensorFlow机器学习框架构建了一种超宽人工神经网络(ANN)模型.在选择输入ANN模型的特征变量信息时,我们采取了尽可能获取湍流输送过程中热力、动力学同步观测背景强迫信息的原则.通过ANN模型模拟通量的插补,本文实现了通量时间序列连续性的优化,插补后的羊卓雍错湖面通量数据的时间覆盖率从不足0.40提升至超过0.98.基于10次折叠交叉验证的ANN模型通量模拟性能检验则表明,各个检验组之间ANN模型的模拟误差波动较小,这显示出了较好的稳健性.具体地讲,感热通量、潜热通量和水汽通量原始观测平均值分别约为18.8 W/m~2、81.5 W/m~2和1.84 mmol/(s·m~2),10组交叉验证的插补感热通量、潜热通量和水汽通量平均绝对误差分别为5.4 W/m~2、15.7 W/m~2和0.35 mmol/(s·m~2).这表明本文所探索的ANN建模结构和同步观测变量筛选原则可更充分地利用观测点局地同步观测信息估算通量强度,有效地优化湍流通量数据的时间连续性,从而提升通量数据的可分析性.  相似文献   

8.
洱海湖气界面水汽和二氧化碳通量交换特征   总被引:2,自引:0,他引:2  
基于2012年涡动相关法取得的洱海湖气之间湍流通量资料,计算了湖面反照率、空气动力学粗糙度和整体输送系数等湖气交换过程的基本物理参数;分析高原湖泊表面动量通量、感热通量、潜热通量和二氧化碳通量的变化特征及其主要的控制因子;采用神经网络法对缺失蒸发量数据进行填补,估算了洱海湖面全年蒸发量。2012年全年蒸发量为(1165±15)mm,大于年实际降水量(2012年的年降水量为818mm)。洱海局地环流在全年范围内较显著;全年主导风向为东南(谷风/湖风)和西北风(山风/陆风)。高原湖泊感热通量通常只有每平方米几十瓦,通常午后感热通量为负值;即湖面向大气输送热量。夏季湖泊大气界面感热通量最大值出现在清晨,与湖气温差的出现时间一致;在白天湖面的有效能量主要分配为潜热通量;湖气温差和水汽压差分别是感热通量和潜热通量日变化的主要控制因子。湖气界面二氧化碳通量除夏季存在弱的吸收外,其余季节(冬季)表现为弱的排放。湖面反照率的季节变化规律与太阳高度角的季节变动有关,同时湖面反照率与水的浑浊度等有关。与实际观测得到的湖面反照率相比,CLM4湖泊模式在冬季低估(夏季高估)了湖面反照率。  相似文献   

9.
西北太平洋海气界面湍流热通量低频振荡强度的特征   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用美国伍兹霍尔海洋研究所客观分析海气通量项目提供的1985~2006年日平均的湍流热通量及相关基本变量数据,通过小扰动方法和相关分析,详细讨论了西北太平洋湍流热通量低频振荡强度的特征.结果表明:(1)西北太平洋潜热低频振荡强度的空间分布主要受海气比湿差低频振荡强度(△q')和海气比湿差平均值(△q^-)的空间分布影响;感热低频振荡强度的空间分布主要受海气温差低频振荡强度(△T)的空间分布影响.(2)湍流热通量低频振荡强度冬季最强,夏季最弱.潜热低频振荡强度的季节变化受△q'强度季节变化、海表面风速低频振荡强度(U')季节变化、△q^-季节变化和风速平均值U^-季节变化共同影响;感热低频振荡强度的季节变化主要受△T强度季节变化和U^-季节变化的影响.(3)20°N以北海域和热带西太平洋,潜热(感热)低频振荡主要受大气变量q'a(Ta')和U'的影响,表现为海洋对大气强迫的响应;20°N以南的热带中东太平洋,qs'(Ts')的变化对潜热(感热)的低频振荡也有较大影响.  相似文献   

10.
利用2002年4月24日至6月20日在西沙海区进行的第三次南海海-气通量观测试验资料,采用涡相关法和TOGA COARE25b版本通量计算方案,计算了西南季风爆发前后海洋-大气间的通量交换,讨论了辐射、动量、感热通量、潜热通量、海洋热量净收支的时间变化特征及其与气象要素变化的关系.结果表明:西南季风爆发前后,太阳短波辐射、海面净辐射、潜热通量和海洋热量净收支变化特别强烈;通量变化受不同环境要素的影响:感热通量与海-气温差呈正相关关系,与气温呈明显的负相关关系.潜热通量与风速、海-气温差及海面水温均有正相关关系,其中与风速的关系最密切.动量通量(τ)主要随风速变化,它与风速(V)的关系可以表示为τ=000185V2-000559V+001248.  相似文献   

11.
This study analyzes the impacts of latent and sensible heat exchanges between the atmosphere and the ocean in a non-explosive Shapiro–Keyser type cyclogenesis event that occurred over the southwestern South Atlantic Ocean. The synoptic evolution shows a relatively strong warm front and a cold frontal fracture during the system’s development and a warm seclusion in its mature stage, characterizing a Shapiro–Keyser type cyclone. Numerical experiments with the ARW-WRF Model version 3.3 were used to investigate the influences of sensible and latent fluxes on the track of the surface low, intensity of the fronts and coupling of the lower and upper troposphere. The simulations indicate that in the presence of these fluxes the cyclone underwent greater intensification, had a longer life time and longer trajectory, and presented a typical southeastward movement. In the absence of these fluxes, the cyclone developed a weaker warm front with consequent reduction of diabatic heating due to grid scale precipitation along it. This reduced the negative pressure tendency southeast of the cyclone center and the surface cyclone moved northeastward, showing a decoupling of the lower- and upper-level waves. A consequence of this anomalous tracking is the location of the surface cyclone beneath the upper-level trough axis, where there is no upper-level divergence associated with cyclonic vorticity advection contributing to the further system intensification. Numerical experiments suggest that for this Shapiro–Keyser type cyclone the air–sea interaction processes are crucial to obtain a cyclone with features similar to the observations.  相似文献   

12.
Ocean Dynamics - The surface enthalpy fluxes (latent and sensible heat fluxes) provide the necessary energy to intensify tropical cyclones (TCs). The surface momentum fluxes modify the intensity of...  相似文献   

13.
Mid-tropospheric cyclones of the summer monsoon   总被引:1,自引:0,他引:1  
Mid-tropospheric cyclones are often observed on daily and monthly mean maps over southern Asia during the summer southwest monsson season. Although they are important activators of monsoon rains over certain regions, only a few observational studies are available, and even fewer theoretical and numerical studies have been performed. This article attempts to summarize the present observational knowledge about mid-tropospheric cyclones and reviews current ideas on the formation, maintenance and dissipation of these systems. A recent numerical simulation of a mid-tropospheric cyclone is described. In general, latent heat release plays the dominant role in the dynamics of the cyclone. Much is still to be learned about mid-tropospheric cyclones and several promising areas of future research are suggested.  相似文献   

14.
In order to discuss the values and daily variation characteristics of heat storage fluxes in a tropical seasonal rain forest in Xishuangbanna, the sensible and latent heat storage flux within air column, canopy heat storage flux, energy storage by photosynthesis and ground heat storage above the soil heat flux plate, as well as the ratios of these heat storage fluxes to the net radiation in the cool-dry, hot-dry and rainy season were compared and analyzed based on the observation data of carbon fluxes, meteorological factors and biomass within this tropical seasonal rain forest from January 2003 to December 2004. The findings showed that heat storage terms ranged significantly in the daytime and weakly in the nighttime, and the absolute values of sensible and latent heat storage fluxes were obviously greater than other heat storage terms in all seasons. In addition, the absolute values of total heat storage fluxes reached the peak in the hot-dry season, then were higher in the rainy season, and reached the minimum in the cool-dry season. The ratios of heat storage fluxes to net radiation generally decreased with time in the daytime, moreover, the sensible and latent heat storage dominated a considerable fraction of net radiation, while other heat storage contents occupied a smaller fraction of the net radiation and the peak value was not above 3.5%. In the daytime, the ratios of the total heat storage to net radiation were greater and differences in these ratios were distinct among seasons before 12:00, and then they became lower and differences were small among seasons after 12:00. The energy closure was improved when the storage terms were considered in the energy balance, which indicated that heat storage terms should not been neglected. The energy closure of tropical seasonal rain forest was not very well due to effects of many factors. The results would help us to further understand energy transfer and mass exchange between tropical forest and atmosphere. Moreover, they would supply a research basis for studying energy closure at other places.  相似文献   

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