农田植被层上方湍流通量输送特征分析

根据宵田植被层上方的温湿风梯度观测资料,采用基于莫宁－奥布霍夫相似理论的廓线梯度法计算了农田植被层上方的湍流通量,进而确定出拖曳系数、斯坦顿数和道尔顿数。文中检验了用于农田植被层上方湍流通量计算的普适函数的适用性,讨论了湍流通量以及拖曳系数等随稳定度参数、粗糙度高、平均风速等因子的变化规律。结果表明,农田植被层上方的湍流通量随层结构稳定度变化而变化;拖曳系数、斯坦顿数和道尔顿数也不是常数,而是层结     

南沙海域近海层大气湍流结构及输送特征研究

本文根据南沙群岛渚碧礁的一次大气湍流观测资料，分析研究南沙海域的湍流热通量输送、方差相似性、风速各分量谱、温度谱及各湍流通量协谱等大气湍流结构和输送特征，并与陆地下垫面上的结果作了比较，得到了一些有关南沙海域大气湍流输送及湍流结构的新认识。     

对流边界层湍流通量及逆梯度输送参数化分析

"K"理论是众多气象预报模式中运用最广泛的湍流参数化方案之一,但无法解释"逆梯度"的输送,必须进行修正。最具代表性的修正方案有三种:方案Ⅰ(Deardroff方案)、方案Ⅱ(Holtslag和Moeng方案)和方案Ⅲ(刘烽方案)。本文利用香河的边界层观测资料对上述三种方案进行验证和比较,发现方案Ⅰ的结果在整个对流边界层(Convective Boundary Layer,CBL)呈系统性偏低,与观测不符;方案Ⅱ在CBL中上部能够再现逆梯度输送现象,基本能给出合理的湍流通量垂直分布,但在CBL的下部和上部与观测不符;方案Ⅲ的逆梯度项与高度有关,并在CBL中部达到最大,而其他两个方案中逆梯度项随高度不变。该方案不但在CBL中上部与方案Ⅱ的结果一致,并能合理表达整个CBL内的湍流通量分布,更接近观测结果。     

西太平洋热带海域西风爆发过程湍流通量输送的某些特征

本文根据中、美、日、澳、法等近20个国家在热带海洋全球大气海气耦合响应试验强化期（1992年11月～1993年2月）定点、连续观测获得大气和海洋资料，使用考虑风速和大气层结影响的整体输送动力学公式，计算动量、感热和潜热等的湍流通量。结果表明，西风爆发过程与其他天气过程相比，无论是大气向海洋输送的动量通量，还是海洋向大气输送的感热通量和潜热通量，其值都是最大的。文中还讨论了整体输送公式中的曳力系数、感热交换系数和潜热交换系数更准确的计算方法。     

半干旱区不同下垫面近地层湍流通量特征分析

本文分析了2003～2005年半干旱区退化草地和农田下垫面近地层湍流通量日、季、年的变化特征, 探讨了不同年份的气候背景和下垫面土地覆被对地气交换过程的影响。结果表明: 半干旱区退化草地和农田近地层湍流通量具有明显的日变化、季变化周期; 地气间通量交换年际间的差异主要受当年的气候背景影响, 尤其是降水的影响; 同时还受到下垫面覆被的影响。潜热通量和感热通量的能量分配比率呈反位相变化, 且农田和退化草地的变化趋势相似, 在夏季潜热通量所占比例均超过感热通量; 两种下垫面的波恩比月均值变化趋势十分相似, 量级接近, 夏季低, 春、秋季高; 夏季退化草地和农田下垫面波恩比均小于或等于1。     

夏季北京城市大气边界层湍流通量的塔层观测

利用2003年8月13～26日期间中国科学院大气物理研究所大气边界层气象塔47、120和280 m 3层高度上三维风速和温度脉动的观测资料,结合涡动相关方法,分析了夏季北京市城市下垫面的动量和感热等湍流通量。结果表明：3层高度上动量通量和感热通量的日变化彼此非常接近, 且3层高度上最大感热通量达到200～250 W·m-2。观测期间盛行南风,120 m高度的水平风速小于10 m·s-1。同时分析了由慢响应传感器采集的15个高度上的气温和8个高度上的相对湿度。结果表明：受地表加热影响,320 m高度上气温和相对湿度的日变化非常显著。不同高度上动量通量和感热通量的比较表明：城市下垫面的空气动力不均匀性比热力不均匀性显著。用廓线法计算了32和65 m高度之间的湍流通量,结果表明：1）夏季晴好天气情况下,北京城市下垫面能量输送以感热为主;2）由廓线法计算得到的动量通量、感热通量和由涡动相关法直接测量结果相近。此外还初步讨论了大气边界层温度、湿度垂直廓线随时间的演变。     

边界层湍流通量参数化方案

文章对边界层湍流通量参数方案进行了系统的回顾，尤其是对常用的一阶和湍流功能方案（１１／２ｏｒｄｅｒ）进行了详细的讨论，以期为“九五”攻关任务－模式边界层参数方案的改进打好基础。     

空气动力学方法在湍流通量计算中的误差分析

采用迭代方法检验了在近地面层大气中使用空气动力学方法时，温度、湿度和风速梯度等观测误差对感热和潜热通量计算的相对误差，结果表明，在微风和低温环境中，空气动力学方法的使用受到限制。     

北京地区一次强沙尘暴过程的大气边界层结构和湍流通量输送特征

利用中国科学院大气物理研究所北京325 m气象塔的风速和温度平均场观测资料和湍流资料,以及北京市气象台地面常规气象资料和逐日08:00和20:00(北京时间)的探空资料,分析了2002年3月18～22日沙尘暴过境前后北京城市边界层结构特征和湍流输送特征,结果表明:1)在沙尘暴爆发前,边界层中水平风速一直较小;气温较高,大气层结稳定,在边界层上部有强大的逆温层.随着冷锋过境,沙尘暴爆发,边界层中水平风速和平均湍流速度急剧增强;温度也突然变化,先迅速增强后又持续下降,逆温层迅速被破坏.2)沙尘暴初期,280 m上为系统性上升气流,而47和120 m则为系统性的下沉气流.随着沙尘暴爆发,湍流动能、向下传输的动量以及向上传输的感热也迅速增大,并且120 m高度的湍能、动量通量以及感热通量明显高于47和280 m,这与北京的局地环流有关.3)本次沙尘暴过程中,120和47 m层的摩擦速度都明显超过了北京的临界摩擦速度,表明局地起沙也是本次沙尘暴过程中北京沙尘的一个重要沙源.     

近地面层湍流通量观测误差的比较

本文根据误差理论分析并比较了在近地面层内各种间接确定湍流通量方法的观测误差。空气动力学法由于采用不同的通用函数将造成很大的误差。H扣除法确定潜热通量,当Bowen比较小时误差较小,Bowen比B>1之后误差随B的增大迅速增长。在相同的观测条件下间接法确定湍流通量以Bowen比法和组合法误差最小,实例计算表明组合法的精度最高。     

通量-方差法估算沿海近地面层的湍流通量分析

利用通量-方差法,通过确定速度和温度归一化标准差与稳定度之间的变化关系,估算出东南沿海地区的湍流动量通量和感热通量。我们发现在中性条件下 并不像Tillman等认为是常数,而是随稳定度参数按指数形式变化。与涡动协方差相关测量系统测量结果进行比较发现,通量-方差方法估算结果与测量值两者符合得较好,相关性高,动量通量的相关系数为0.87,而感热通量的为0.95。利用该方法估算沿海近地面层的湍流通量具有一定的代表性。     

西太平洋热带海域强对流天气过程湍流通量输送的某些特征

本根据“实验３号”科学考察船在ＴＯＧＡ－ＣＯＡＲＥ（１９９２年１１月－１９９３年２月）定点（２°１５＇Ｓ，１５８°００＇Ｅ）连续观测的大气，海洋资料，利用考虑风速和大气层结影响的整体输送动力学公式，计算给出了在西太平洋热带海域强对流天气过程中动量、感热和潜热等湍流通量垂直交换和水平输送的一些特性，并与该海域其它天气过程湍流通量交换和输送的特性作了比较，此外，中还讨论了更接近实际的曳力系数，感热     

广州地区近地层湍流输送的特征

利用风温梯度观测资料,以相似理论为基础,采用迭代方法得到普适函数Φ（ｚ／Ｌ）的半径验表达式,对近地层总体输送系数的牲进行了分析,求得了与风速、温度的拟合关系,并利用实测资料地其适用性作了检验。     

PRELIMINARY ANALYSIS OF TURBULENT TRANSFER CHARACTERISTICS IN THE SURFACE LAYER OVER GUANGZHOU REGION

On the basis of the Monin-Obukhov similarity theory, a semi-empirical expression of universal functions is fitted by means of the iteration method. using the gradient observation data of wind and temperature in the surface layer. The characteristics of bulk transfer coefficient are studied and some empirical relationships among the bulk transfer coefficient, the wind speed and temperature are obtained. The applicability of the results is investigated using observation data.     

CHARACTERISTICS OF HEAT FLUX OVER THE TROPICAL WESTERN PACIFIC DURING THE IOP OF TOGA-COARE

Based on the surface meteorological and radiosonde data during the IOP of TOGA-COARE (Tropical Ocean Global Atmospheric-Coupled Ocean Atmospheric Response Experiment) at the observation site (2°15′S, 158°E)of "R/V Shiyan 3", characteristics of the heat flux, especially that pertaining two WWBs (westerly wind bursts)over the tropical western Pacific for the IOP, are exhaustively analyzed. Meanwhile, the relationships among large-scale circulation and mid-and-high latitude circulation are discussed. The results show that the latent and sensible heat fluxes from sea surface to air over the tropical western Pacific are very strong in both the WWBs,and that their causes of formation have important relations with cross-equatorial flow from the winter hemisphere,and the heat exchange over sea surface varies with different weather condition.     

CONCENTRATION AND FLUX OF CO_2, TURBULENCE FLUXES AND RADIATION BALANCE IN THE NEAR SURFACE LAYER OVER WHEAT FIELD

The gradient of CO_2 concentration, photosynthetically active radiation (PAR). net radiation.soil heat flux, profiles of wind speed, and air temperature and humidity were measured above awheat field during May and June 1985 at Beijing Agro-Ecosystems Experimental Station. Beijing,China. Fluxes of carbon dioxide, sensible heat, latent heat and momentum were calculated byusing the aerodynamic method. The observation site. equipment, calibration techniques, theerrors associated with the measurement, and the computational procedures are described. Theresults show that the diurnal variations of amplitude of CO_2 concentrations were 103.8 to 27. 0. 86.3 to 22.8 and 69.8 to 11.6 ppm: the average CO_2 concentrations were 331.5. 339.9 and 364.6 ppmfor the photosynthesis type, and 369.6. 364.0 and 375.2 ppm for the respiration type at 1. 2 and10 m above surface, respectively, from May 14 to June 15. In the daytime, transfer direction ofthe CO_2 fluxes and gradients is from air to crop canopy, and at noon (1100 to 1300 BT (BeijingTime)) the transfer rate reaches negative maximum value. At night, transfer of CO_2 fluxes andgradients is in the reversed direction and reaches positive maximum in the early morning (0400 to0600 BT). There are strong negative correlations between CO_2 flux and the net radiation (Rn),available energy (H LE). photosynthetically active radiation (PAR) and momentum flux (τ).     

ESTIMATES OF SEA SURFACE FLUXES DURING TOGA-COARE IOP

With the marine ship observation data set obtained by three cruise-phases of Chinese Xi-angyanghong 5 from November 5,1992 to February 19,1993 in the TOGA-COARE IOP at 2°S,156°E.the sea surface fluxes at this point are estimated by three different bulk schemes.Firstly.aquasi-linear relation is found between the neutral drag coefficients and wind speed.Then,the sta-bility-dependent drag and heat transfer coefficients are solved in the iterative method.Based onthus-derived transfer coefficients,the momentum,sensible and latent heat fluxes are calculated.In the warm pool region,the fluxes corresponding to the westeily winds are much greater thanthose of the easterly trade winds.The magnitude of sea surface fluxes depends upon the atmo-spheric stability as well,in particular in the case of weak wind condition.The estimated sea sur-face net heat budget shows that considerable amount of heat transport from ocean to atmosphere ismainly produced by the effective longwave radiation,latent and sensible heat fluxes.Among themthe value of latent heat flux is the largest and the sensible heat flux is the smallest.Finally,an ac-curacy analysis is made by direct measurements with the eddy-correlation method on the JapaneseR/V Hakuho board at the same time.It is shown that the bulk-derived fluxes are acceptable withmuch confidence.The estimated effective longwave radiation is used to compare with those by di-rect observations on Xiangyanghong 5.This research is compared with TOGA investigation in thetropical western Pacific.     

青藏高原大气边界层湍流特征量分析

采用１９７９年青藏高原气象科学实验资料,研究高原陆面上总体湍流送系数ＣＤ和ＣＨ的特征及边界层高度受高原地形的影响。结果表明用廓线法计算的高原上局地的ＣＤ和ＣＨ值比同样粗糙度长度条件下平原地区的值大得多,而且日较差也大于平原地区。     

近海层大气湍流通量系数研究

根据１９９４年９月１８～３０日南沙群岛海域渚碧礁的近海面大气湍流观测实验资料,分别计算了该海域光滑海面和粗糙海面上的空气动力粗糙度（ｚ０ ）、中性曳力系数（ Ｃ Ｄ Ｎ）。利用 Ｂｕｔｓａｅｒｔ 的假定,推导了求取标量粗糙度（ｚ Ｔ、ｚ Ｑ）、整体输送系数（感热交换系数 Ｃ Ｈ Ｎ、水汽交换系数 Ｃ Ｅ Ｎ ）的一组公式。在此基础上,分别计算和分析了该海域光滑海面和粗糙海面上空气动力粗糙度（ｚ０ ）、标量粗糙度（ｚ Ｔ、ｚ Ｑ ）、中性曳力系数（ Ｃ Ｄ Ｎ）、整体输送系数（感热交换系数 Ｃ Ｈ Ｎ、水汽交换系数 Ｃ Ｅ Ｎ）及其关于水平风速分量的分布,并得到了一些有益的结论。