冻土观测点滴

笔者在冻土观测中发现 :个别日 0 8时观测时冻土器中的水没有冻结 ,而交班 (0 8时 )后复读时 ,却有冻结现象发生。笔者分析这一现象的原因为 :观测时由于把内管抽出 ,使外界的冷空气进入外套管 ,同时内管也遭受了冷空气侵袭 ,破坏了热平衡 ,以至于出现了冻结。冻土观测点滴@刘全华$许昌市气象局!河南许昌461000 @徐景华$许昌市气象局!河南许昌461000     

冻土观测点滴

笔者在冻土观测中发现:个别日08时观测时冻土器中的水没有冻结,而交班(08时)后复读时,却有冻结现象发生.笔者分析这一现象的原因为:观测时由于把内管抽出,使外界的冷空气进入外套管,同时内管也遭受了冷空气侵袭,破坏了热平衡,以至于出现了冻结.     

扰动可加速冻土冻结

扰动可加速冻土冻结在实践中发现：初冬时节,当５ｃｍ地温降至０℃以下时。如果０８时定时观测前半小时巡视仪器未动冻土器,０８时观测时就没有冻土冻结现象;如果巡视仪器时将冻土器抽出并用手触摸内管,则０８时观测时就有冻土冻结现象。这说明,扰动加速了冻土器的冻...     

湿球纱布两种处理方法的对比观测

规范规定,“当湿球纱布冻结后,应立即从室内带一杯蒸馏水对湿球纱布进行溶冰,待纱布变软后,在球部下2-3 mm处剪断……”.在冬季,中午的气温往往回升到0℃以上,湿球纱布解冻.这时是否要立即更换纱布,规范并未作明确的规定.我们带着这个问题进行了在湿球不结冰情况下湿球纱布剪与不剪时的湿度观测对比试验,积累了几百次观测资料,得出以下事实: 1.在湿球不结冰情况下,纱布剪与未剪时的读数总体数学期望差异不显著,其差值范围为±0.3℃. 2.不同的相对湿度时,不同的润水提前     

基于FDR原理的冻土测量方法

在我国地面气象观测中,冻土的自动观测一直未能实现,为了解决这一问题,本文基于频域反射(Frequency Domain Reflectometry,FDR)测量原理,通过测量土壤介电常数变化实现冻土测量的方法,设计了一种基于平面电容传感器分层检测冻土的传感器,土壤冻结时,其内部水分会相变为冰,水的介电常数远大于冰,利用水冻结相变后引起介电常数急剧变化的特性,建立了基于土壤介电常数、地温反演冻土的数学模型,并进行了典型土壤实验室冻结试验及外场对比观测试验,结果表明:冻土传感器能正确分辨土壤冻结状态,测量数据与人工观测趋势一致,相关系数可达0.99以上,平均测量误差小于3cm,基于介电特性的冻土传感器可以准确连续测量土壤的冻结深度及其生消变化。     

常见的冻土测量错误原因及防范措施

1 引言 冻土是指含有水分的土壤因温度下降到0℃或以下时而呈冻结的状态,这种现象在气象学上称为冻土.该项目是中国北方地区许多气象台站的冬季观测项目之一.它是以灌注在橡胶皮管中水的冻结深度为记录的,《地面气象观测规范》规定每天08时观测一次.在观测地温表以后,把冻土器的铁盖连同橡皮内管取出来,用一手拿住橡皮管而以另一手摸测管内冰柱的下端与哪一刻度线相近(从零厘米线进行计算,即冻土深度),以厘米为单位,只取整数,小数四舍五入.冻土深度不足0.5 cm,记"0",冻土全部融化或没有冻土时,冻土栏不填.     

人工冻土观测的冻点对应的土壤温度研究

基于2018年12月至2020年3月喀左、沈阳、辽阳、满洲里4个国家级地面气象站人工冻土器与测温式冻土自动观测仪观测的资料,对人工冻土观测获得的冻点与测温式冻土自动观测仪获得的相应深度的温度进行对比分析。结果表明：人工冻土器获取的冻点对应的土壤温度与0℃总体一致,又不完全重合;0—35 cm深度范围,冻点对应的温度变化范围为-2~6℃,呈现跳跃性变化。35 cm以下深度范围,冻土冻点对应的温度变化范围为-0.5~1.0℃;融化过程冻点对应的平均温度高于冻结过程冻点对应的平均温度。从完全融化时间上来看,人工冻土器观测到的完全融化时间晚于测温式冻土仪0℃线完全消失的时间。人工冻土观测的实质是获得土壤温度0℃点所在位置。灌注不同台站水的冻土器内管在相同的温度环境下,冻结与融化状态无明显区别;人工冻土器内管冻结过程是温度和持续时间双重作用的结果,深层土壤温度变化缓慢,使得内管中的水冻结和融化需要的时间长。另外,作为接触式测温设备,减小外因产生的时滞是提高其灵敏度的重要环节,建议测温式冻土仪的外管壁使用温度滞后效应更小的金属外管。     

谈谈冬季的湿度观测

空气湿度是气象台站日常观测项目之一。湿球采用湿润的纱布与干球配合测定湿度时,只要仪器性能良好,安装准确,使用的蒸馏水以及清洁维护工作都符合规范要求,读数、订正、查算准确,测得的湿度一般都能准确反映当时天气条件下空气中的水汽含量。可是进入冬季,由于湿球冻结,湿球需采用短纱布溶冰观测时,就给我们测定湿度     

5.10厘米地温已为零下为何无冻土记录?

冻土观测是指量取含有水分的土壤因温度下降到0℃或以下呈冻结状态时的冻结厚度。而在冻土观测记录中,有时5、10厘米深地温已为0℃或以下,但冻土器内管仍无冻结冰柱。当出现这种情况时,查看附近地表面,会发现土壤的确冻结了。显而易见,这种记录有问题。为什么会出现这种记录呢? 一、仪器安装使用方面 1、冻土器内管水量不足,顶部为空气所充塞。 2、内管里的链子断开,下部的重锤将软橡皮管拉长。 3、内、外管的0线与地面不齐平。 4、外管内有落进的降水(或外管破裂处渗进水)或其它物,其热容量缓解了降温速度和幅度。     

陆面模式CLM对若尔盖站冻融期模拟性能的检验与对比

陆面模式CLM(Community Land Model)是目前国际上发展较为完善并被广泛应用的陆面过程模式。本文使用中国科学院寒区旱区环境与工程研究所位于青藏高原东部的若尔盖高原湿地生态系统研究站的观测资料,对CLM3.0版本及CLM4.0版本在上述地区的模拟性能进行了检验与对比。通过比较观测值与模拟值,验证了模式在高原季节性冻土地区的适用性,发现CLM4.0较CLM3.0在模拟结果上有了一定提高。CLM4.0加入了未冻水参数化方案,使模式可以模拟到冬季土壤冻结后存留的未冻水,显著增加了冻融期间土壤含水量的模拟,同时减小了土壤含冰量的模拟值。并因此增大了模拟的冻土热容量,减小了热导率,使冻融期间土壤温度的模拟也有了一定改善。但是模拟中也发现对于较深层土壤,温度模拟值在冻融期间较观测显著偏低。另外,在消融(冻结)过程阶段CLM4.0模拟的土壤含水量骤增(骤降)的时间均较观测提前。消融过程、冻结过程阶段模拟时间偏短,而完全冻结、完全消融阶段模拟时间偏长。因此CLM对于高原冻土地区的模拟仍是其需要重点改进的地方之一。     

冻土观测的异常原因及防范措施探讨

通过分析由于冻土器周围草层根系生长旺盛,冻土器安装不规范,内外管不良以及冻土器内形成过冷却水等原因,导致地面温度低却未出现冻土层的异常情况。建议安装前清除冻土器周围旺盛的草根,注意内外管零线与地面齐平,保持外管内部干燥,检查内管是否漏水,雪后注意巡视和观测,以期提高冻土观测数据的准确性。     

冻土与地温差异浅析

秋末冬初常遇到冻土记录与地温记录不配合的问题,为此我们统计了1979—1983年五年冻土与地温资料,发现地面最低温度小于-4.0℃无冻土有29天,08时5厘米地温在0℃以下无冻土22天,甚至08时5厘米地温为-1.9℃尚无冻土。这种差异在开始冻结的浅层土壤中最为明显。冻土是由含水分的土壤温度降到0℃以下时而出现的冻结现象。影响土壤增热和冷     

如何避免湿球溶冰不当

如何避免湿球溶冰不当湿球溶冰是冬季观测的常规事项。《规范》规定：当“气温在－１０．０℃或以上,湿球纱布结冰时,观测之前须先进行湿球溶冰”。即用相当于室温的水,把湿球球部充分浸透,使冰层完全溶化,然后移开水杯,并仔细用杯沿除去纱布上的水滴。湿球溶冰是一...     

近50年来辽宁省冻土的时空变化特征

利用辽宁省61个气象站1964—2013年的冻土观测资料,采用线性回归、相关性分析、不同气候期对比等方法,结合ArcGIS分析了辽宁省冻土的空间和时间变化特征。结果表明:辽宁省冻土随纬度呈带状分布;土壤冻结具有明显的季节变化特征,冻结期在10月至翌年5月,冬末春初冻结的面积和深度达到最大值;冻结日自北向南逐渐推迟,消融日则相反;在全球变暖背景下,冻土深度随温度的上升而减小;大部分地区年平均气温和地表温度与最大冻土深度呈显著负相关,是影响冻土深度的重要因素;从各气候期100cm等深度线也可以明显看出最大冻土深度呈逐渐减小趋势。     

冻土观测分析

冻土观测分析王吉兴（张掖地区气象局７３４０００）“冻土是指含有水分的土壤因温度降到０℃或以下时而呈冻结的状态，是反映土壤热状况的一项指标，在研究地表和大气的热量交换上有一定的意义”。由冻土的定义可知，与冻土说明：①因０８时不进行８０ｃｍ，１６０ｃｍ地...     

强对流风暴中同质冻结增温的直接探空观测

通过两个强对流风暴个例,利用探空资料辅以卫星反演方法,揭示了强对流风暴中同质冻结增温这一事实。探空观测到在强风暴中同质冻结潜热释放造成该层内的空气增温达5℃以上,风暴中强上升气流使云滴没有足够的时间长大,云水向雨水转化和云的晶化会被推到更高的高度,在到达同质冻结高度之前,异质核化过程没有太多的时间消耗大量云水,多数云滴被带到同质冻结高度以上时迅速冻结,造成潜热的集中释放,使周围的空气增温。NOAA卫星观测到的云顶的大量由同质冻结形成的小冰粒子以及过顶现象,进一步证实了同质冻结潜热增温。当探空仪靠近风暴、对流层顶又距同质冻结高度层较近时,同质冻结增温作用有可能被探空仪观测到。     

快修冻土器的经验点滴

北方台站冬季观测冻土深度,一般使用达尼林冻土器。在使用中常因锁链中断而影响记录。我们采用的快速修理法,方法简单,效果较好。 具体做法是:将含有冰的内管取回室内,泡在盛有温水的盆中,冰化后取出,把断链接好,管内灌满水后拿到室外(温度在-3℃以下),垂直挂起来。过一段时间管内水冻实后,取下(勿折)把8时观     

干湿球同值的缘由

干湿球同值,从气象学角度来看,无非有两种情况,一是湿度很大,达到饱和状态。二是湿球无水。在这两种情况下,干湿球同值才有可能。 但我站在1990年7月22日8时观测时,发现干湿球同值,且经复读无误。当时湿度较小,只有69％左右。查看湿球水杯中的水是满满的,仔细看,在水杯盖上部到湿球球部的纱布都是干的。这就出现了干湿球同值的情况。后来把湿球纱布浸入水杯中湿润一下,到下一次观测时,水杯盖上部的纱布仍是干的。 据我站30多年的老测报员说:从来未碰     

湿球讀数為什麼不稳定

编辑同志: 在一次观测中,我们遇到这种情况:8时观测前巡视仪器,湿球示度稳定无变化。8时观测时,t=-1.0℃,t′=-4.2℃,湿球从巡视到观测,读数基本无变化。将该数记入气簿-1,读数记录完后,用铅笔侧棱试纱布,还未结冰。刚试完,湿球读数示值很快升到0℃,这说明t′纱布上的水处于过冷却状态。用铅笔碰后,纱布开始结冰了。这种情况,湿球是否属于不稳定? 我站对这个问题有两种意见:一种意见是属于湿球示度不稳定,尽管从巡     

基于Noah-MP模式的影响青藏高原冻融过程参数化方案评估

针对陆面模式冻融过程模拟偏差较大问题,基于Noah-MP模式对冻融参数化方案进行比较分析,并利用观测资料对模拟试验结果进行评估。结果表明:Noah-MP模式能够较好地模拟出青藏高原冻融过程特征;冻融过程模拟对冻融参数化方案相当敏感,冻结阶段到融化阶段期间,4组试验模拟值差异显著,融化阶段之后到冻结阶段之前,4组试验模拟值相当一致;相对于过冷水参数化方案,冻土渗透率参数化方案对冻融过程期间土壤温度的模拟更为敏感,过冷水参数化方案不同会导致冻融过程期间土壤液态水含量模拟值差异显著。地表能量通量模拟对冻融参数化方案相当敏感,4组试验地表能量通量模拟值在冻结阶段、冻结稳定阶段、融化阶段均存在显著差异。