二维地形的地形阻力

讨论了在上部稳定层覆盖的不稳定大气边界层中,二维地形扰动所引起的上层波动以及扰动速度的动量通量输送,表明在大气低层层结不稳定时,波动仍可能在大气动量平衡中起明显作用。     

三维地形的波动阻力

该文采用２层模式得出３缩简单地形引起的波动动量能量的解析表达式，解析解表达了边界层上部稳定大气中层结和风速对波动阻力的影响，同时也表达了地形非各向同性的作用。     

低层不稳定大气边界层中的地形阻力

采用两层大气模式,通过求解线性化大气动力学—热力学方程组,得到在上层稳定层结覆盖的不稳定大气边界层中,简单三维地形引起的地形波及其波动阻力的解析表达式。讨论了地形及大气条件对地形波及波动阻力的影响。结果表明:即使在大气低层为不稳定边界层时,三维地形引起的波动在大气动量平衡中仍可起明显作用。     

作物冠层气孔阻力与土壤水势关系的研究

利用棉花观测资料分析了气孔阻力与土壤水势的关系，并根据气孔阻力在冠层内的垂直变化，建立棉花冠层内气孔阻力的一元回归方程。由此初步解决了花铃期棉花冠层中气孔阻力的计算问题，而且对于监测棉田土壤水分动态、调节灌溉、进而采限措施减少蕾铃脱落有重要意义。     

大气中粘性效应对三维地形波及其波动阻力的影响

采用两层大气模式, 通过引入瑞利摩擦系数来定性描述大气中粘性机制, 讨论了粘性效应对三维简单地形波及其波动阻力的影响。结果表明,无论低层大气为稳定层结还是不稳定层结, 大气中粘性的存在将减弱地形波的强度, 减小其产生的波动阻力     

关于边界层阻力定律在非定常均匀条件下的推广

用自由大气实际风速取代地转风,得到了非定常均匀条件下阻力定律和边界层内参数的一些性质及相似性函数Ａ、Ｂ的特性。该方法和结果可应用于大气模式中的边界层参数化以及与相似性函数有关的一些研究。     

基于EC观测估算最小冠层阻力分布及其在潜热通量插补中的应用

准确估计水热通量对于认识和理解地气交换与水循环变化过程具有重要意义。利用Penman-Monteith（P-M）模型计算季节尺度水热通量变化的不确定性很大程度上依赖于与冠层变化相关的最小冠层阻力参数,但模型中通常将其设为定值。为此,本文基于多年通量观测采用分段与整体相结合的迭代算法拟合出最小冠层阻力的季节分布。以湖南省宁乡通量观测站为例,针对2012~2015年观测拟合计算最小冠层阻力的季节分布曲线,并利用2016年通量数据进行独立数据验证。结果表明:最小冠层阻力曲线具有鲜明夏低冬高的季节变化特征;利用拟合的具有季节分布的最小冠层阻力改进潜热通量计算,独立数据验证表明其该方法的合理性;相比于原阻力方案得出的潜热模拟结果,其在相关系数、均方根误差和一致性指数都有改进;此外,将该估计方法应用于水热通量的数据插补,较常规统计插补方法,其插补稳定性不随连续缺失数据的增加而降低,而且还能通过模型的微分误差分析量化由于数据输入带来的插补不确定性,在保持通量数据完整性的同时也为数据应用场景提供科学依据。     

棉花主要生育阶段水分指标

根据田间试验资料,对棉花的气孔阻力进行了分析。结果表明,气孔阻力与土壤湿度呈指数关系。另外,还运用数学方法和最优分割理论,确定了棉花主要生育阶段适宜的土壤水分指标和干旱指标。     

对流云街激发的重力波和波动阻力

大气边界层中的对流活动,可以在其上部稳定层中激发出重力波,并引起垂直动量输送,影响到对流层和平流层中的动量平衡过程.从二层模式中大气波动方程的线性解出发,得出了对流云街激发的重力波波阻解析表达式,并讨论了大气条件对波阻的影响.这些分析可有助于大气环流模式(GCM)中此类重力波波阻参数化表达式的建立和改进.     

大风条件下城市冠层流场模拟

发展了基于k-ε湍流闭合方法的城市冠层流场模式,建筑群采用多孔介质来表示,对气流的阻力以形式阻力来描述,采用该模式模拟北京市一个小区的流场,并将模拟结果与北京325 m气象塔观测资料进行比较,结果表明:在大风情况下,计算风廓线与观测拟合风廓线比较吻合.该模式可以用于大风条件下城市冠层流场的模拟.     

辐射强度和空气湿度对水稻叶片气孔阻力的影响

本文是描述气象条件与稻叶气孔阻力关系的大田试验结果。在水稻的三个主要生育期,我们用气孔计测定叶片气孔阻力的大小。在晴天测得气孔阻力(r_s)与太阳辐射强度(S_t)的日变化有关,以及与叶片-空气的水汽浓度差(HD)(简称叶-气水汽浓度差,下同)有关。我们认为水稻叶片背面和正面的气孔阻力相等。这表明稻叶两面的水汽通量也是等同的。无量纲气孔阻力[r_s/r_m·k(HD)~2]和太阳辐射强度(S_t)之间的关系很接近双曲函数。HD和[r_s/r_m(1+S_(t,m)/S_t)]之间的关系可以HD的二次函数表示。     

边界层特征参数对边界层顶垂直速度的影响

本文从正斜压及有层结时的边界层相似理论及阻力定律出发，由边界层顶垂直速度与地面湍应力的关系求出了层结、粗糙度、它们的水平梯度及地转风的水平梯度、斜压性对w的影响的解析式，可用于模式计算。计算结果表明层结影响可使w差1-２个量级，不稳定时粗糙度影响也使w差几倍。除地转涡度决定w外，地转风、层结稳定度和粗糙度及其水平梯度也起了重要作用，还讨论了斜压性的影响。     

秋季在北京城郊草地下垫面上的一次臭氧干沉降观测试验

2007年9月23日至10月13日, 在北京昌平区蟒山森林公园内, 利用浓度梯度观测法研究了秋季草地下垫面上臭氧的干沉降特征。研究结果表明: (1) 整个观测期间, 臭氧干沉降通量和干沉降速率平均值分别为-0.40 μg?m-2?s-1(负号表示方向指向地面) 和0.55 cm/s。 (2) 臭氧干沉降通量和干沉降速率受观测点山谷风的影响, 当白天谷风主导时, 臭氧的干沉降通量最大, 其平均值为－0.67 μg?m-2?s-1; 在山风、 谷风转换期间, 其平均值为－0.44 μg?m-2?s-1; 夜间山风主导时最小, 为－0.26 μg?m-2?s-1。臭氧干沉降速率也呈现同样的变化规律, 三种情形下的平均沉降速率分别为0.74 cm/s、 0.50 cm/s和0.47 cm/s。 (3) 利用阻力模型计算了臭氧的植被冠层阻力 (Rc), 结果表明: 由于白天植被的光合作用, 叶面气孔打开, 冠层阻力相对较小, Rc 的平均值为109.0 s/m; 夜间植被叶面气孔关闭, 阻力有明显升高, Rc的平均值为217.7 s/m; 在整个观测期间, Rc的平均值为184.0 s/m。     

根据NDVI和AVHRR的热红外资料估算阻碍蒸散的区域表面阻力

卫星遥感仪器获得的红表面温度已被用于推断大面积蒸发和土壤水分分布.但是,表面能量在潜热与感热间的分配关系是随着地表植被覆盖和可用水分而改变的.我们假定表面温度与林冠郁闭度间的关系对于针叶林冠层阻力的季节变化是敏感的,并对此进行了检验.1985年夏季,用NOAA的AVHRR资料计算了Montana一个20×25km林区8天的表面温度(T_s)和林冠郁闭度.用一森林生态系统模式(FOREST-BGC)模拟了同一期间的林冠阻力(R_c).对于所有8个试验日,表面温度与用标准化差异植被指数(NDVI)(R~2=0.73～0.91)量度的林冠郁闭度都具有高相关性,这意味着潜热交换是导致表面辐射温度空间变化的主要原因.在林冠活性有明显差别的两天里,T_s与NDVI关系曲线的斜率(σ)对林冠阻力的变化十分敏感.σ的轨迹与模式模拟的林冠阻力的季节变化一致.σ与R~2间的关系(R~2=0.92)如预期的那样是非线性的,这是因为当R~c值超过20scm~(-1)时,它将不再对能量分配有显著影响.σ在区域蒸散研究中为表面阻力的参数化提供了一个有用的方法.     

Analysis of the variability of canopy resistance over a desert steppe site in Inner Mongolia,China

ABSTRACT Canopy resistance substantially affects the partitioning of available energy over vegetated surfaces. This study analyzed the variability of canopy resistance and associated driving environmental factors over a desert steppe site in Inner Mongolia, China, through the use of eddy-flux and meteorological data collected from 2008 to 2010. Distinct seasonal and interannual variabilities in canopy resistance were identified within those three years, and these variabilities were controlled primarily by precipitation. Strong interannual variability was found in vapor pressure deficit （VPD）, similar to that of air temperature. Based on the principal component regression method, the analysis of the relative contribution of five major environmental factors [soil-water content （SWC）, leaf-area index （LAI）, photosynthetically active radiation （Kp）, VPD, and air temperature] to canopy resistance showed that the canopy-resistance variation was most responsive to SWC （with 〉 35% contribution）, followed by LAI, especially for water-stressed soil conditions （〉 20% influence）, and VPD （consistently with an influence of approximately 20%）. Canopy-resistance variations did not respond to Kp due to the small interannual variability in Kp during the three years. These analyses were used to develop a new exponential function of water stress for the widely used Jarvis scheme, which substantially improved the calculation of canopy resistance and latent heat fluxes, especially for moist and wet soils, and effectively reduced the high bias in evaporation estimated by the original Jarvis scheme. This study highlighted the important control of canopy resistance on plant evaporation and growth for the investigated desert steppe site with a relatively low LA1.     

膜基-气体吸收耦合分离混合气中CO2性能评价

在膜基-气体吸收耦合实验装置上,评价了疏水性PP(聚丙烯)微孔膜,活化MDEA(N-甲基二乙醇胺)溶液分离混合气中CO2传质性能,研究了气液流速、吸收剂和混合气的浓度等因素对总传质系数的影响,采用阻力层关联方程模型预测总传质系数Kov值.结果表明:活化MDEA溶液能提高总传质系数Kov值,模型的计算值和实验值符合较好.