重庆城市不同下垫面温度的多时间尺度变化特征

利用重庆市巴南区2014年1月1日至2017年12月31日逐小时草地、泥土、砾石、石板、水泥、沥青等6种不同下垫面的特种温度观测资料,通过扩展经验正交分解(EEOF)、概率密度分析(PDF)等气候统计方法,分析了不同下垫面温度的多时间尺度变化规律,进一步探讨了水泥和草地下垫面温度差异的变化特征。结果表明:不同下垫面的温度存在明显的多时间尺度变化特征。月平均变化上,石板、水泥和沥青的表面温度明显高于泥土、草地和砾石,且温度差异夏季大于冬季。日变化上,石板、水泥和沥青白天的表面温度高于泥土、草地和砾石,晚上不同下垫面温度差异较小;不同下垫面温度的日变化差异在春季和夏季明显强于冬季和秋季。石板、水泥和沥青表面出现45℃以上极端高温的概率多于其他下垫面,且出现这些高温的时间集中在14:00—15:00之间。水泥和草地的温度差异也表现出明显的多时间尺度变化(季节变化和日变化)特征。一天中,温度差异最大值出现的时间集中在14:00—16:00,其次是19:00—20:00。温度差异的日变化幅度也在夏季达到最大。     

4种城市下垫面地表温度年变化特征及其模拟分析

利用对沥青、水泥、裸地和草地等4种城市下垫面地表温度的2年观测资料,系统分析了4种城市下垫面地表温度年变化特征及其影响因素,建立了地表温度模拟模型.主要结果:(1)4种城市下垫面日平均温度、日最高温度、日最低温度的年变化特征总体与气温一致,不同下垫面间温度差异在夏半年均大于冬半年.(2)沥青、水泥、裸地和草地的日平均温...     

上海城市精细化地表温度分布模拟

本文引入了一种模拟城市复杂下垫面地表温度的方法,该方法基于地表辐射参数化方案（NARP）计算城市净辐射通量,然后利用客观滞后模型OHM计算地表储热通量,再利用强迫恢复法计算表面温度。通过上海地区高分辨率卫星资料获取不同地表类型覆盖比例,以每个格点中各地表覆盖类型所占面积比例为权重计算格点的平均地表温度,并对2013年8月12日上海地区地表温度进行模拟。结果表明：上海城市下垫面与其他类型下垫面相比,地表温度白天升高较快,而夜间下降较慢。模拟结果与MODIS陆面温度及地面观测资料进行比较,模拟的上海地表温度分布结构更精细,与气象站观测值较接近。     

中国区域云特性分析及在FY-2云检测中的应用

云检测中所使用的云检测阈值正确与否是关系到云检测精度的重要因素。该文利用1983年7月-2007年6月ISCCP数据对覆盖我国及周边区域不同云类云顶温度的年、日变化特征进行分析, 得到云顶温度的分布特征; 对晴空下垫面与最暖云云顶温度差随纬度分布特征、不同区域晴空下垫面及云顶温度与晴空地表温度差日变化特征进行分析, 这些特征及每3 h的晴空下垫面24年平均亮温作为云检测算法的背景场, 用以判识实时动态提取云检测阈值的合理性。个例分析表明:利用多年平均晴空下垫面温度及最暖云云顶温度与晴空下垫面温度之差, 可有效识别云检测阈值的合理性, 合理的阈值有助于提高连续多日被云覆盖及冰雪下垫面条件下的云检测精度。     

三种下垫面温度对比观测及结冰气象条件分析

利用湖北省恩施和金沙两地2009年冬季1、2月土壤、水泥、沥青三种不同下垫面温度和自动气象站的常规气象要素观测,研究冬季三种不同下垫面温度与气温等气象要素之间的关系,建立相应的多元回归拟合公式,并分析路面结冰的气象条件.结果表明:水泥和土壤路面温度变化幅度小于沥青路面温度,且二者变化趋势非常一致.气温是影响路面温度变化...     

青藏高原土壤三参数监测初析

2009年7月在青藏高原主体利用英国DELTA-T公司生产的W.E.T土壤三参数仪对不同下垫面进行土壤三参数监测,共得到19组200次测量数据,对这些数据进行初步分析,结果表明:不同下垫面土壤三参数随海拔高度变化规律不同;土壤三参数之间的关系可能受到下垫面类型的影响,灌丛地土壤温度与土壤电导率的变化较一致,而含水量的变化与温度及电导率的变化没有相关趋势,草地土壤电导率与含水量有相反的变化趋势,而温度变化则与含水量及电导率变化无相关趋势。      

青藏高原土壤三参数监测初析

2009年7月在青藏高原主体利用英国DELTA—T公司生产的W．E．T土壤三参数仪对不同下垫面进行土壤三参数监测,共得到19组200次测量数据,对这些数据进行初步分析,结果表明：不同下垫面土壤三参数随海拔高度变化规律不同;土壤三参数之问的关系可能受到下垫面类型的影响,灌丛地土壤温度与土壤电导率的变化较一致,而含水量的变化与温度及电导率的变化没有相关趋势,草地土壤电导率与含水量有相反的变化趋势,而温度变化则与含水量及电导率变化无相关趋势。     

青藏高原地区地表温度及其取值对大气长波辐射冷却的影响

针对辐射传输模式在青藏高原地区的应用问题，使用Ｌｉｏｕ－Ｏｕ一维辐射传输模式及１９８２年８月￣１９８３年７月青藏高原热源观测实验期间青藏高原地面、高空与卫星观测资料，在高原辐射传输模式中区分了下垫面温度与地表空气温度的作用，并利用卫星观测资料对模式改进后的实际效果进行了验证；分析了地表温度的日变化和季节变化硬度，得到了下垫面温度的简单参数化方法。     

南宁各种下垫面温度特征及预报方法探讨

介绍下垫面温度观测的原理，并用南宁2002年12月至2003年11月资料，分析了沥青、水泥、泥土温度的特征，包括这3种下垫面的日平均温度、日最高温度、日最低温度、温度日较差特征以及它们与气温的差值。指出气温是影响各种下垫面温度的最主要因素，云对下垫面日最高温度影响显著，大气环流变换对各种下垫面温度的波动有明显影响。对各种下垫面日最高温度的预报方法进行了初步探讨。建立了基于日最高气温预报之上的各种下垫面日最高温度预报模型，并对预报与实况值进行了对比分析，指出提高次日最高气温的预报准确率和预报是否出现阴天有中到大雨天气的预报准确率，可显著改善各种下垫面日最高温度的预报效果。     

金华市不同下垫面温度特征分析及其预报模型的建立和检验

4种典型城市下垫面日平均温度、日最高温度、日最低温度的逐月变化特征总体与气温变化相似,不同下垫面问温度差异夏半年均大于冬半年。沥青、水泥、砂石和草地日平均温度、日最高温度全年均高于气温,日最低温度与气温差异不大,表明典型城市下垫面对大气具有一定的加热作用。气温、日照时数、总云量、日平均相对湿度等气象因子与4种下垫面的地表温度相关性显著。建立了4种下垫面各温度参数依赖于日平均、日最高、日最低气温、日照时数、日平均相对湿度和总云量等影响因子的回归模拟方程,因此利用精细化数值预报资料代入方程就可以得出城市沥青、水泥、砂石和草地4种下垫面地表温度,提高城市气象服务效率。     

ANNUAL VARIATIONS OF TEMPERATURE ON FOUR URBAN UNDERLYING SURFACES AND FITTING ANALYSIS

Based on the observed 2-year temperature data for four kinds of typical urban underlying surfaces, including asphalt, cement, bare land and grass land, the annual variations and influencing factors of land surface temperature are analyzed. Then fitting equations for surface temperature are established. It is shown that the annual variation of daily average, maximum and minimum temperature and daily temperature range on the four urban underlying surfaces is consistent with the change in air temperature. The difference of temperature on different underlying surfaces in the summer half year (May to October) is much more evident than that in the winter half year (December to the following April). The daily average and maximum temperatures of asphalt, cement, bare land and grass land are higher than air temperature due to the atmospheric heating in the daytime, with that of asphalt being the highest, followed in turn by cement, bare land and grass land. Moreover, the daily average, maximum and minimum temperature on the four urban underlying surfaces are strongly impacted by total cloud amount, daily average relative humidity and sunshine hours. The land surface can be cooled (warmed) by increased total cloud amount (relative humidity). The changes in temperature on bare land and grass land are influenced by both the total cloud amount and the daily average relative humidity. The temperature parameters of the four land surfaces are significantly correlated with daily average, maximum and minimum temperature, sunshine hours, daily average relative humidity and total cloud amount, respectively. The analysis also indicates that the range of fitting parameter of a linear regression equation between the surface temperature of the four kinds of typical land surface and the air temperature is from 0.809 to 0.971, passing the F-test with a confidence level of 0.99.     

石家庄市环境形态的热效应分析

利用大量的观测资料，详细分析了石家庄市环境形态的热效应。结果表明，城市绿地对局地气温有调节作用；不同的下垫面地温有明显差异，沥青、水泥地面及建筑物等对城市增温有贡献；城市发展，建筑物和硬化路面增加，绿地减少等是城市“热岛”形成的主要因素。     

Comparative analysis of different underlying surfaces using a high-resolution assimilation dataset in semi-arid areas in China

To study the land surface and atmospheric meteorological characteristics of non-uniform underlying surfaces in the semi-arid area of Northeast China, we use a “High-Resolution Assimilation Dataset of the water-energy cycle in China (HRADC)”. The grid points of three different underlying surfaces were selected, and their meteorological elements were averaged for each type (i.e., mixed forest, grassland, and cropland). For 2009, we compared and analyzed the different components of leaf area index (LAI), soil temperature and moisture, surface albedo, precipitation, and surface energy for various underlying surfaces in Northeast China. The results indicated that the LAI of mixed forest and cropland during the summer is greater than 5 m² m^?2 and below 2.5 m² m^?2 for grassland; in the winter and spring seasons, the Green Vegetation Fraction (GVF) is below 30%. The soil temperature and moisture both vary greatly. Throughout the year, the mixed forest is dominated by latent heat evaporation; in grasslands and croplands, the sensible heat flux and the latent heat flux are approximately equal, and the GVF contributed more to latent heat flux than sensible heat flux in the summer. This study compares meteorological characteristics between three different underlying surfaces of the semi-arid area of Northeast China and makes up for the insufficiency of purely using observations for the study. This research is important for understanding the water-energy cycle and transport in the semi-arid area.     

不同下垫面上近地层湍流的多尺度属性研究

文中利用统计和多尺度分析方法分析了几种复杂下垫面情况下的风、温湍流脉动观测资料 ,结果表明 :下垫面结构的差异明显地影响湍流量 ,如 :戈壁地区的热力作用明显大于雪面和城郊面 ,表现在湍流时间尺度上也明显地大于雪面和城郊面。但复杂下垫面下的湍谱在惯性区仍满足“- 23”次律 ;多尺度方法研究湍流 ,可以更简捷地分析湍流的多尺度结构及其在湍流输送中的作用。由此可看出 ,多尺度方法是发展湍流统计理论的一种有效工具。     

夏季不同下垫面气象要素的对比分析

对扎龙湿地生态气象站和齐齐哈尔自动气象站2004年6~8月的逐时气温、风速、相对湿度等观测资料进行统计分析,找出了不同下垫面的两站之间不同时次各气象要素的差异,指出两站风速、气温、露点温度、相对湿度、地面温度等的月平均值均存在差异,变化幅度及极值出现时间各有不同;下垫面差异只起到加强或缓和气象要素日变化幅度的作用。所得结果有助于深入了解扎龙湿地的天气变化规律,对未来扎龙湿地气象要素的精细预报以及湿地资源的开发、保护和管理有一定的参考意义。     

Numerical Simulation Experiment of Land Surface Physical Processes and Local Climate Effect in Forest Underlying Surface

Based on the basic principles of atmospheric boundary layer and plant canopy micrometeorology, a forest underlying surface land surface physical process model and a two-dimensional atmospheric boundary layer numerical model are developed and numerical simulation experiments of biosphere and physiological processes of vegetation and soil volumetric water content have been done on land surface processes with local climate effect. The numerical simulation results are in good agreement with realistic observations, which can be used to obtain reasonable simulations for diurnal variations of canopy temperature, air temperature in canopy, ground surface temperature, and temporal and spatial distributions of potential temperature and vertical wind velocity as well as relative humidity and turbulence exchange coefficient over non-homogeneous underlying surfaces. It indicates that the model developed can be used to study the interaction between land surface process and atmospheric boundary layer over various underlying surfaces and can be extended to local climate studies. This work will settle a solid foundation for coupling climate models with the biosphere.     

藏东南地区复杂下垫面能量收支特征分析

利用公益性行业（气象）科研专项项目＂藏东南地区复杂下垫面地气交换观测研究＂在藏东南地区进行的地气交换观测实验数据,分析典型晴天和阴天条件下不同下垫面能量过程的特征及其差异。结果表明：在典型晴空状态下,不同下垫面的地表净辐射均具有明显的日变化特征,在典型阴天的情况下,不同下垫面地表净辐射日均值显著减小;在典型晴空天气下,4种类型下垫面上潜热均随着净辐射的增加而表现为增加的趋势,在典型阴天的情况下,潜热通量明显比晴空天气小;不同下垫面感热通量的日变化存在显著的差异,不同下垫面感热的变化特征在典型晴空和阴天条件下的差异不明显;不同下垫面土壤热通量与净辐射的变化趋势基本一致,阴天夜晚土壤热流的交换与晴天夜晚的差异不大,四种下垫面土壤均存在能量损失,土壤处于降温状态。     

非均匀下垫面局地气候效应的数值模拟

使用美国NCAR非静力平衡模式MM 5V3,模拟了黑河地区非均匀下垫面局地小气候效应 ,再现了山谷风环流及夏季“绿洲效应”、沙漠上的“逆湿”和由于地表热力分布不均匀引起的绿洲—沙漠垂直环流等绿洲—沙漠相互作用的典型特征 ,较全面地揭示了非均匀地表大气边界层内的风、温、湿度场与陆面相互作用的物理机理 ,验证了野外实验的结果