铂电阻地表温度与玻璃液体地表温度分析对比

通过2010年不同天气条件下铂电阻地温传感器与玻璃液体地温表对比观测获取数据分析,不同典型天气条件下（无云、降水、低温阴天等）,观测差值的变化情况。结果表明：观测结果差值大小,主要受太阳辐射和下垫面状况影响。无云时两者受太阳辐射影响较大,观测值在早上（或夜间）至12时之前较小,12时至16时较大,低温阴天覆盖时两者的观测差值日变化较小。降雨时下垫面状况发生变化,不受太阳辐射影响,两者的观测差值会逐渐减小。     

酸雨人工观测与降雨自动监测仪资料的差异

利用广州酸雨观测站2013年1—3月的人工酸雨观测数据与AMR降雨自动监测仪测得的酸雨观测数据进行比较分析,了解两者的差异。通过相关性计算分析可以看出两者的相关性:当p H4.50时,两者差值均值较小;当p H4.50时,两者差值均值较大。通过对比自动监测与人工降水量两者差值,可以看出当差值越大,p H值相差越大。对差值原因进行分析,最终得出AMR降雨自动监测仪的观测资料的可用性。     

超声波传感器雪深测量与人工观测对比试验分析

通过对2010年2、3月佳木斯国家基准气候观测站人工观测与超声波雪深传感器测量获取数据对比、分析不同天气条件下（高风速、低风速、低温度）两种方法获得的数据差值的变化情况。结果表明：观测结果差异的大小主要受温度和风速两个因素的影响。低温环境下温度会影响超声波的行程时间使得超声波传感器的测量精度受到影响,通过温度补偿的方法对雪深进行订正可以提高超声波传感器的测量精度,两者的差值较小,且观测资料有较好的可比性;高风速时,风速会影响超声波脉冲,使其偏离传感器的下方,同时超声波的速度也会受到影响,从而影响测量结果,使得两者的差值较大。     

积雪对玛曲局地微气象特征影响的观测研究

利用2011年12月至2012年3月中国科学院黄河源区气候与环境综合观测研究站提供的玛曲站的观测资料,通过对比分析三次积雪过程及其前期无雪时的近地层气象要素特征,研究了积雪对大气温度层结特征的影响。观测结果表明:降雪前降温较快,由冷空气过境引发的降雪过程可使2.35 m高处日最高、最低气温24 h降低10℃,雪后气温回升较慢,平均速率为2.5℃·d~(-1)。温度梯度值白天为负值、夜晚为正值,7.17 m以下温度梯度绝对值较大,平均为0.4℃·m~(-1),7.17~18.15 m温度梯度绝对值较小,其值不足0.2℃·m~(-1),到18.15 m绝对值减小到0.05℃·m~(-1);当地表有积雪覆盖时,早上温度随高度减小的变化趋势出现时间比无雪覆盖时落后1 h,傍晚温度随高度增大的变化趋势较之提前1 h出现。积雪可减小白天气温分布范围,第二次积雪过程由于风速较大减小较明显。除晴天11:00—16:00 4.2~7.17 m,积雪存在将减小各层温度梯度绝对值;晴天11:00—16:00 4.2~7.17 m温度梯度绝对值比2.35~4.2 m偏大,当有积雪覆盖时偏大幅度明显增大,出现这种异常主要是受4.2 m偏暖的影响,这种偏暖现象可能是由观测场内外下垫面植被覆盖不同而引起的温度平流所致,当风速较大时,将破坏这种平流作用,不同高度温度趋于一致。     

多种下垫面红外遥感地温观测校准系统的设计与实现

介绍了深圳市气象局设计的多种下垫面红外遥感地温观测校准系统的设计和实现。该系统通过铂电阻地温表和红外遥感温度传感器进行相互校验,实现了主从式综合采集系统的同步观测和采集。实验数据表明:红外遥感地温观测校准系统可以对红外遥感传感器进行校准,并实现对下垫面地温的准确测量,同时可获得有效的不同下垫面的发射率系数,该系数对于卫星遥感的地表温度测量很关键。实验还发现对直接地温测量的铂电阻表面进行相同材质覆盖后,测量结果与红外测量结果几乎一致。     

塔克拉玛干沙漠腹地的长波辐射变化特征

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站(塔中站)实测的长波辐射资料,分析了流动沙漠区的长波辐射特征.结果表明:地表长波辐射能具体地反映地表失去热能的状况.在沙漠区,由于地表层的湍流运动较强以及下垫面温度与空气温度的差值较大,使得地表向大气传输的热通量较大,所以地面长波辐射值较大,有时接近于总辐射,最小值出现在日出前,最大值出现在15:00左右;由于大气中的水汽含量及云量较少,而沙尘气溶胶含量较高,所以大气长波辐射较大,沙漠区有效辐射也较大,为我国有效辐射年总量最高的地区之一.地表放射的净长波辐射在太阳总辐射中所占的比例小于地表反射辐射,只有在春、夏季两者较接近,且以反射辐射大些.区域气候变化过程中,沙漠加热场的强度是沙漠局地天气气候变化的主要影响因素之一.     

自动观测在不同下垫面的温度观测差异

利用重庆市巴南区花溪城市站的多种下垫面(石板、水面、泥土、鹅卵石、草地、水泥、沥青等)及裸露空气(裸温)温度观测资料,分析了各下垫面温度及裸温的季、月、日变化特征和变化规律,结果如下:(1)各下垫面温度和裸温具有显著的季、月变化特征,夏季(尤其是7月)最高,春秋次之,冬季最低。各观测项之间温度的差异在夏季最为明显,冬季差异最小;(2)各下垫面温度和裸温日变化趋势与百叶箱气温基本一致。白天,水泥和沥青的温度值较高,日变化幅度最大,夜间水泥温度最高,草地温度最低;(3)无论是连晴高温天气还是连阴雨天气,水面温度的日变化幅度都最小,主要原因是各下垫面中水的热容量最大,水泥和沥青的热容量则相对较小,即在相同的太阳辐射条件下,水面温度变化最小,水泥和沥青温度则变化较大。连阴雨天气下,夜间各观测项之间差异相对明显,且夜间水泥温度一直处于较低位置,这是与连晴高温时的不同之处。      

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。     

人工与自动站地温观测差异

从自动站试运行的一年中各个气象要素观测值与人工站相比较 ,同类观测值间差值均较小 ,能够满足气象资料精确度的要求 ,唯独在地温 (包括 0 cm温度及浅层地温 ,深层地温因无人工资料无法比较 )存在较大差异。太阳辐射强 ,地温增温快的晴天正午时刻 ,其差异大 ,表现为 1 4时自动     

江苏省自动土壤水分观测与人工观测对比分析及应用

利用2010年江苏省20个土壤水分站的自动站与人工观测资料,分析了自动站与人工观测的对比差值、相关系数和各自的方差等.结果表明:人工观测值平均高于自动站观测值,两者在浅层的平均差值最小,相关性最好.随着土壤深度的加深,人工与自动观测对比差值增大,相关性减小,在出现强降水时尤为明显.在有效降水较少时,各层人工观测方差均明显大于自动站观测.自动站观测方差在浅层为最大,随深度的加深而明显降低,因为受降水影响很小,而表现比较稳定.人工观测却受降水影响相对较大,方差平均值在各层表现波动均较大,在较深层波动更明显.最后通过多元线性回归方法,以六合站为例初步建立了土壤干旱预报模型并检验其预报能力.     

10层陆面过程模式及其Offline独立试验

利用西伯利亚地区的一个试验点资料和1998年中国淮河流域试验（HUBEX）的加密观测资料，对一个新发展的陆面过程模式进行了模拟检验。西伯利亚地区的单点试验表明，不同时间间隔的边界强迫对地表吸收的净短波辐射和释放的潜热影响较大。淮河流域的模拟结果表明，模式能够较好地模拟出我国夏季半湿润地区陆面特征量的变化趋势。由于模式模拟的地温偏低、净短波辐射偏小。所以模拟的感热和潜热值偏小。对该模式在淮河流域的植被、土壤等参数的合理选取可能会提高模式的模拟效果。     

北京地区日光温室光环境模拟及分析

针对北京地区典型日光温室, 在2003—2004年试验观测的基础上, 从室内直接辐射、散射辐射及作物生长对辐射影响3个方面, 进行了模拟和分析, 并对地面辐射的模拟结果与实测值进行了比较验证。结果表明:绝对误差为9.41 W/m2, 相关系数达到0.92, 与实测值、文献资料相比, 模拟结果的准确性和趋势有较好的一致性, 对优化温室环境控制方案具有一定的参考价值。     

额济纳绿洲夏末典型晴天小气候特征分析

绿洲系统特有的地理地貌形成了绿洲特殊的小气候特征。利用额济纳绿洲2003年9月8～10日小气候观测资料，分析了绿洲柽柳林的小气候特征。在柽柳林内，地表和近地层大气温度有明显的日变化，日间地表给大气加热，大气温度呈超绝热递减率随高度递减；夜间大气给地表加热，大气为稳定层结。近地层空气湿度的日变化与温度相反。林内空气温度的垂直分布主要取决于冠层与地表吸收太阳辐射状况。在林冠顶层，白天以上升气流为主，夜间以下沉气流为主，绿洲荒漠环流效应已经不明显。绿洲上空大气浑浊度小，对太阳辐射的削减较少，绿洲具有很好的光资源背景。     

阿尔卑斯山杉林冠层影响辐射传输的个例分析

利用瑞士Alptal观测站杉树林冠层上方、下方的辐射观测资料,分析了冠层对短波辐射的减弱及对长波辐射的增幅作用及其季节变化。结果表明,对比较密集的常绿针叶林,冠层对入射短波辐射的透过率随着太阳高度的降低而减小,春季以后趋于稳定;冠层对长波辐射的增幅作用随天气状况而变化,这种增幅作用在晴空条件下最显著,可达1.5倍。在冬季,因为太阳辐射较弱,冠层对长波辐射的增幅作用超过对短波辐射的减弱从而增加地面净辐射。在其它季节,太阳辐射比较强,冠层对短波辐射的减弱超过对长波辐射的增幅作用而减少地面净辐射。地面净辐射与冠层上方气温的变化趋势虽然在有些时段一致,但在伴随降雪过程的降温时段,地面净辐射与气温的变化趋势近乎反相,在积雪融化时段,地面净辐射的增加比气温升高更显著,尤其是在白天。     

植被覆盖异常变化影响陆面状况的数值模拟

利用NCAR最新的公用陆面模式CLM3．0，通过数值模拟初步研究了植被叶面积指数（LAI，leafareaindex）异常变化对陆面状况的可能影响，结果表明，植被LAI的异常变化能够引起地表能量平衡、地表水循环等陆面状况的异常。（1）植被LAI的异常变化主要影响太阳辐射在植被与地表之间的分配，以及地表的感热、潜热通量。植被LAI增大，能够引起植被吸收的太阳辐射增加，而到达土壤表面的太阳辐射减小，并导致植被的蒸发、蒸腾潜热通量增加，造成地表的蒸发潜热和感热通量不同程度的减小。（2）植被LAI增大时，植被对降水的拦截和植被叶面的蒸发增大，植被的蒸腾作用也明显增强；植被LAI增加会使得热带地区各个季节的土壤表面蒸发、地表径流减小，而土壤湿度有所增加；LAI增加造成中高纬度地区土壤蒸发的减少主要出现在夏季；LAI增加还能够引起中高纬地区冬、春积雪深度不同程度的增加，造成春末、夏初地表径流的增加。（3）植被LAI增加能够使得叶面和土壤温度有所下降，但植被LAI的变化对叶面、土壤温度的影响相对较小。     

不同陆面模式对我国地表温度模拟的适用性评估

基于CLDAS大气驱动数据驱动CLM3.5陆面模式和3种不同参数化方案下的Noah-MP陆面模式模拟得到的地表温度,利用中国气象局2009-2013年2000多个国家级地面观测站地表温度进行质量评估。结果表明:从时间分布看,模拟地表温度与观测的偏差及均方根误差均呈季节性波动;从空间分布看,模拟地表温度与观测的偏差及均方根误差在中国东部地区相对于中国西部地区更小。选择Noah-MP陆面模式3种不同参数化方案模拟结果进行对比,结果表明:Noah-MP模式的非动态植被方案不变时,考虑植被覆盖度的二流近似辐射传输方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于考虑太阳高度角和植被三维结构的二流近似辐射传输方案Noah-MP陆面模式模拟的地表温度;选择动态植被方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于选择非动态植被方案的Noah-MP陆面模式;总体而言,考虑动态植被方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于其他两种参数化方案的Noah-MP陆面模式以及CLM3.5陆面模式模拟的地表温度。     

塔中人工绿地与自然沙面辐射平衡对比研究

使用2014年5—9月塔克拉玛干沙漠腹地塔中大气环境观测实验站地表辐射观测资料,分析了塔中人工绿地与自然沙面在各种典型天气条件下的辐射分量特征差异。结果表明:人工绿地与自然沙面辐射平衡各分量最小值均出现在夜间,最大值出现在中午前后,总辐射和反射辐射日最大值出现在12:00;大气长波辐射日变化振幅较小,地面长波辐射日变化呈现不对称分布。晴天,人工绿地与自然沙面总辐射和净辐射变化幅度较小,自然沙面总辐射高于人工绿地;阴天,地面长波辐射略有减小,绿地大气长波辐射略有增加,总辐射和反射辐射减少,净辐射的变化受总辐射的影响,但减弱幅度小于总辐射;沙尘暴天气下,沙尘对辐射各分量影响明显,辐射各分量日变化不规则,人工绿地与自然沙面总辐射被明显削弱,日变化波动大。     

地温观测方法的研究

利用铂、铜、热敏３种电阻传感器的遥测地温仪与台站现用玻璃地温表，在不同天气条件下，用不同安置方法进行大量的对比试验，探讨地面、草面、地中不同深度温度的最佳观测方法。得出：地面温度应用体积小棒状传感器的多点采样平均来代替单点一次采样；地中温度表用直埋式与套管式无大差异；草温为农业服务有重要意义等结论。为遥测地温的观测方法提供科学依据。     

海南省自动站气温观测资料评估及气候订正研究

通过海南省16个气象台站2004～2005年自动站与人工并行观测气温资料的对比分析,根据相关标准对海南省自动站气温资料进行了评估.分析表明:海南省自动站与人工观测气温的偏差有日变化和季节差异.产生偏差原因有观测仪器的系统性偏差、观测仪器对气温变化响应的灵敏度、观测时间的差异、太阳辐射对观测仪器的影响等.建立了海口自动站与人工观测气温值之间的经验换算关系,为气候资料的前后连续性使用提供了订正的思路和方法.     

日全食期间武汉市气象要素变化特征

根据2009年7月22日日全食期间武汉市直接辐射、总辐射、气温、地表温度、地气温差、相对湿度、风速和云量等气象要素逐分钟资料以及日全食各个阶段发生时刻,对各要素进行特征分析和t检验,结果表明:(1)日全食间,直接辐射量和总辐射量变化特征基本一致,相关系数高达0.9,其中总辐射量出现较大幅度的下降.(2)气温、地表温度和...