喀斯特地貌不同演替阶段模被小气候特征研究

通过对喀斯特地貌不同演替阶段植被的太阳辐射、深度、温度、风、光照强度等者观测,研究表明：喀斯特地貌植被由于乔木、灌木林、草坡、石面的演替阶段不同,形成了不同的生态环境,故小气候差异明显。以乔林、灌木林的生态环境的小气候条件为好,气温、湿度、辐射等变化缓和,有利于植被生长使群落稳定地向顶极演替。而草坡、石面环境较恶劣,有等于经历较长的时间演替改善,才能到达顶级群落。     

喀斯特地貌不同演替阶段植被小气候特征研究

通过对喀斯特地貌不同演替阶段植被的太阳辐射、温度、湿度、风、光照强度等进行观测 ,研究表明 :喀斯特地貌植被由于乔木、灌木林、草坡、石面的演替阶段不同 ,形成了不同的生态环境 ,故小气候差异明显。以乔林、灌木林的生态环境和小气候条件为好 ,气温、湿度、辐射等变化缓和 ,有利于植被生长使群落稳定地向顶极演替。而草坡、石面环境较恶劣 ,有待于经历较长的时间演替改善 ,才能到达顶级群落。     

中国天山西部森林积雪短波辐射收支特征

本文通过对中国科学院天山积雪与雪崩研究站不同开阔度森林下积雪表面短波辐射的观测研究，分析了森林积雪短波辐射收支特征，短波辐射透射率。结果表明：阴坡林下积雪表面短波辐射小于阳坡，且随森林开阔度的减小而减小；林下雪面短波辐射和净短波辐射随太阳高度角增加而逐渐增加，不同开阔度林下雪面短波辐射和净短波辐射的差异也随太阳高度角的增加而不断增大；阳坡、阴坡林冠上方和80%开阔度林下积雪短波辐射在晴天日变化呈单峰型，林下积雪短波辐射峰值出现时间由林冠上方直接辐射和散射辐射的相对关系决定；多云天气，短波辐射的日变化特征取决于云量的变化；林冠开阔度越大，其短波辐射率越大，日平均短波辐射透射率随太阳高度角的增加而增加，且开阔度越大，其增加速率越快，短波辐射透射率日变化呈“U”型，早晚大于12:00~17:00。     

安徽省淮南森林冠层辐射传输过程的特征

本文利用淮南森林观测站2018年7月1日至2019年6月30日冠层辐射观测,分析了淮南栎树森林下垫面冠层内外辐射变化特征。结果表明:（1）从春季到夏季,栎树冠层之上向下的太阳短波辐射增加,到冬季逐渐减少。从早春开始,由于叶片生长增多,冠层中间和冠层之下向下的太阳短波辐射下降,从秋季到冬季树叶凋落,其向下的太阳辐射增加,与冠层之上的变化趋势相反;对于向上的短波辐射,无论冠层之上、冠层中间还是冠层之下,随季节的变化都与向下的短波辐射相似,只是数值小很多。（2）冠层之上、冠层中间和冠层之下向下的长波辐射,随时间的变化从春季逐渐开始增大至夏季达到最大,随后逐渐减小并在冬季达到最小;就空间变化而言,冠层中间和冠层之下向下的长波辐射值比冠层之上的辐射值高,使得冠层对长波辐射的振幅增大,晴空条件最高可达1.3倍。（3）淮南森林区冠层之上（距地面25 m）年平均反照率为0.14,比中国北方地区（35°N）温带季风气候区（混交林为主）反照率的整体水平低0.01,表明淮南的森林茂密、灌丛更多些。（4）冠层上部分和整层的短波辐射透射率主要受叶片的影响。夏季,冠层的短波透射率平均为0.1。到了冬天,叶子凋落,透射率增加并趋于一个平稳的波动。冠层的短波辐射吸收率在夏季最高,秋季逐渐降低,随着叶子凋落在冬季迅速减小,趋于一常值。     

基于TUV模式的银川光化辐射通量特征及其影响因子

利用TUV模式计算分析了银川光化辐射通量变化特征,探讨了云、气溶胶、臭氧柱浓度、NO_(2)柱浓度等因子对银川光化辐射通量的影响。结果表明:2019年7—9月银川月平均光化辐射通量分别为6.5E+16光子数·cm^(-2)·s^(-1)、5.6E+16光子数·cm^(-2)·s^(-1)和4.7E+16光子数·cm^(-2)·s^(-1),日最大值出现在13:00;波长小于325 nm时,光化辐射通量随波长增加缓慢上升,波长在325—480 nm之间时,光化辐射通量迅速升高,波长大于480 nm时,光化辐射通量随波长增加变化较小,此特征在中午前后较早晚表现更明显;云光学厚度和气溶胶光学厚度对光化辐射通量的衰减作用具有明显的“U”型日变化特征,比较而言,气溶胶光学厚度对光化辐射通量衰减作用的“U”型波形更为宽广;光化辐射通量衰减率对较低的云光学厚度的变化更敏感;光化辐射通量随气溶胶光学厚度增加而减小的变率要比随云光学厚度增加而减小的变率小;光化辐射通量对单次散射反照比大于0.6的强散射性气溶胶的变化更敏感,且气溶胶光学厚度越大,此特性整体表现越明显;波长指数对光化辐射通量的影响相对较小。     

盘锦湿地芦苇群落冠层内辐射分布特征

基于盘锦湿地芦苇群落冠层内不同层次的微气象要素与生物学特性观测,探讨芦苇群落冠层内总辐射分布与叶面积指数(LAI)的关系。结果表明:芦苇群落内太阳辐射的垂直分布在生长前期(5月)和后期(9月)呈S型曲线,生长盛期(6月和7月)呈指数曲线变化。冠层内不同层次的太阳辐射透射率随叶面积指数的增加而减少,消光系数(k)存在明显的季节变化,表现为从萌芽期到成熟期逐渐减小趋势(最小值k=0.436)。     

内蒙古退化草原植被对禁牧的动态响应

草原退化是内蒙古生态环境恶化的突出表现。在内蒙古典型草原地带,选定有代表性的羊草＋大针茅草原放牧退化演替变型———冷蒿群落实行封育禁牧,在自然恢复演替过程中（１９８３～１９９４年）进行动态监测。根据连续１１年监测的数据,阐述了植被恢复演替的动态响应,划分了群落恢复进程的四个阶段：冷蒿优势阶段、冷蒿＋冰草阶段、冰草优势阶段、羊草优势阶段。群落生产力由１９８３年的７４ｇ／ｍ２跃升到１９９３年的２１７ｇ／ｍ２,其中羊草是增产最高的种群。退化群落中的土壤水分与养分资源对生产力的恢复没有限制影响。植物种群拓植能力与退化群落资源过剩成为恢复演替的趋动和保证因素。经过１０余年的恢复,虽然群落生产力已接近于原生群落,但是从群落结构和稳定性来看,还未完全达到顶极群落状态。退化群落经过５年封育即可以恢复合理利用。     

山东禹城紫外辐射变化特征及其估测方程的建立

本文对2005～2011年山东禹城地区观测得到的紫外辐射的时间变化特征及紫外辐射与总辐射比值的变化特征进行了分析, 并结合气温、降水和露点温度资料建立了禹城地区的紫外辐射估测方程。结果表明:紫外辐射日累计值的变化范围为0.10～1.20 MJ m-2 d-1, 年平均值为0.468 MJ m-2 d-1;紫外辐射日、季节变化规律与总辐射一致, 季节变化都表现为冬季小夏季大, 最小值出现在1月, 最大值出现在6月, 日变化则呈现早晚小中午大的特征;紫外辐射与总辐射的比值范围为0.023～0.046, 其季节变化特征也是冬季小夏季大, 该比值随晴空指数的增大而减小, 而在晴空指数大于0.5时比较稳定。利用温度日较差(日最高气温与最低气温的差值)建立了紫外辐射估测方程, 决定系数R2达0.80, 平均相对误差为0.19, 估测紫外线等级与实测紫外线等级相差不大于1的数据占95%, 该方法可以较好地进行紫外辐射等级的估测。     

黄土高原半干旱区陆面温度和能量的气候特征分析

利用黄土高原半干旱区＂定西陆面过程综合观测试验站＂2004年11月至2005年10月的各种陆面物理量综合资料,比较系统地研究了黄土高原半干旱区土壤温度、降水量、地表反照率、地表辐射分量和能量平衡分量的年变化和日变化特征及其影响机制。结果显示,黄土高原陆面过程特征与其他地区有很大不同。土壤温度变化向下传播速度约为2.5~3.5 h/10cm;地表反照率随土壤湿度的增大而减小,两者的相关系数达到了0.5338;而地表反照率随降雪量增大而增大,与降雪量的相关系数为0.6645;长波辐射年最大值出现的时间比总辐射迟1个月左右,年平均日变化中地表和大气对太阳辐射加热大约需要1个小时的响应时间;潜热通量夏季是冬季的5倍多,感热通量有了两个比较明显的峰值,潜热通量、感热通量和土壤热通量的日峰值比净辐射滞后30 min~1 h。     

1987年9月23日南京日食期间的辐射测量与计算

本文分析了1987年9月23日南京日食期间的辐射测量。结果表明:直接辐射因日食减小44.7％,这与日食期间大气对它的衰减43.2％很接近,而它与晴天无日食时大气的衰减没有显著差异。日食期间净辐射减小35.8％,散射辐射减小45.5％,紫外辐射减小23.1％。由于这次日食,全球净损失的能量1.8×10~(14)MJ与锋区运动系统的动能相当,是1981年7月31日日食期间能量净损失的9倍。     

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。     

青藏高原两类下垫面地表能量分配对气候要素的响应研究

利用青藏高原北麓河观测站（退化高寒草甸）和玛曲观测站（高寒草原）2014年地面观测资料,通过组合分类法,对比分析了两类下垫面生长季土壤含水量、水汽压差和净辐射对地表能量分配的直接影响和间接影响,并且利用路径分析法研究了影响地表能量分配的关键气候因子。结果表明:北麓河站和玛曲站潜热占比（潜热通量与地表可利用能量的比值）对土壤含水量的响应分别处于土壤水分抑制阶段和能量抑制阶段。其中,北麓河站潜热占比在水汽压差较大时随土壤含水量增长较快,受净辐射的影响较小;而玛曲站潜热占比随土壤含水量的变化趋势受水汽压差和净辐射的影响均较小。北麓河站潜热占比随水汽压差的增大先减小后趋于不变,并且潜热占比对水汽压差的敏感性随土壤含水量的增大而减小;而玛曲站潜热占比随水汽压差的增大先增大后趋于不变,几乎不受土壤含水量和净辐射的影响。北麓河站和玛曲站潜热占比均随净辐射的增大趋于稳定,其稳定值分别与土壤含水量和水汽压差有关。路径分析结果显示,降水是影响北麓河站潜热占比的主要气候因子,而气温是影响玛曲站潜热占比的主要气候因子。     

青藏高原地区云对地表净辐射的影响

利用１９８２年８月－１９８３年７月青藏高原地面热源观测实验资料，分析了云量，云状对地表净辐射的影响，计算了与云对地表净辐射强迫作用有关的参数。研究表明：地表净辐射是云量的线性函罢 ２对地表净辐射的影响有明显的季节性差异，在春季和夏季，云对地表净辐射的影响非常强烈，并且地表净辐射随云量的增多而减小，在秋季和冬季，云对地表净辐的影响较小，并且地表净辐射随云量的增多百增大。     

温室水果黄瓜叶片生长规律研究

利用气象资料和作物数据,分析了温室水果黄瓜在不同生育阶段各叶位叶片的出生、伸展与有效积温和累积辐射的关系。结果表明,出叶数与有效积温和累积辐射的关系均符合Photosynthesis函数,其中出叶数与有效积温的相关性相对更好。叶长净增长量与有效积温和累积辐射的关系符合Sigmoid函数,此函数中的参数与叶位有关;各叶位叶片伸展到最大所需的有效积温、累积辐射在同一个生育阶段内基本恒定,在各生育阶段之间有所差异。在有效积温、累积辐射相同时,营养生长阶段叶长净增量随叶位升高而增大,开花结瓜阶段叶长净增量随叶位升高而减小,成熟阶段叶长净增量随叶位升高而增大。这是由于在温室黄瓜生长发育过程中,随着生育阶段的不同,植株的生长中心发生转移而造成的。     

长波区间太阳辐射对气候模拟的影响

长波区间的太阳辐射在气候模式中往往被忽略。利用国家气候中心BCC_AGCM2.0.1大气环流模式,采用矩阵算子辐射传输算法,研究了长波区间太阳辐射对气候模式辐射通量和温度模拟结果的影响。结果表明,以ISCCP和CERES辐射资料为标准,考虑长波区间太阳辐射后,长波区间晴空大气地表向下辐射通量平均误差减小2.05 W/m2,均方根误差减少1.29 W/m2;长波区间晴空大气模式顶向上辐射通量平均误差减小0.70 W/m2,均方根误差减小0.21 W/m2;长波区间有云大气地表向下辐射通量平均误差减小1.38 W/m2,均方根误差减小1.03 W/m2;长波区间有云大气模式顶向上辐射通量平均误差减小0.99 W/m2,均方根误差减小0.30 W/m2。以ECMWF再分析资料为标准,考虑长波区间太阳辐射后,赤道地区上对流层—下平流层区域温度的冷偏差得到改善,对流层顶温度平均误差减小0.27 K,均方根误差减小0.25 K。     

内蒙古半干旱区近地层总体输送系数特征

利用内蒙古锡林浩特2009年1月至2010年12月通量观测系统资料,用涡动相关法计算分析了湍流交换参数变化特征.结果表明,草原下垫面动量输送系数(Cd)和热量输送系数(Ch)存在相同的季节变化和不同的日变化特征,夏季最大,冬季最小,Cd的日变化为单峰型,而Ch多为双峰型;Cd随高度增加而减小,Ch仅在夏季随高度增加而减小;Cd和Ch在不稳定情况下均随风速增大而减小,而在稳定情况下,Ch随风速无明显变化,Cd先随风速增大而减小,当风速大于6 m/s时随风速增大而增大并趋于常值.逆温条件下,Cd和Ch随温差的减小而增大,反之,Cd随温差增大而增大,Ch与温差呈明显反比例变化特征.     

积雪覆盖对高寒草甸土壤温湿及地表能量收支的影响

利用青海玛沁微气象观测站降雪过程的观测数据,探讨了积雪覆盖对土壤温度,土壤体积含水量、土壤热通量及地表能量交换的影响。结果表明:积雪覆盖对浅层土壤温度的影响较为显著,而对深层土壤温度的影响十分微弱。地表有积雪覆盖时,浅层土壤温度日平均值升高,日变化幅度减小,日最低值升高,温度梯度绝对值减小。土壤完全冻结状态下土壤体积含水量几乎不受积雪覆盖影响,土壤融化状态下积雪覆盖会导致浅层土壤体积含水量日变化幅度减小,而对深层土壤体积含水量没有影响。积雪覆盖会减小浅层土壤热通量的日变化幅度。在总辐射相同的晴天条件下,当地表有积雪覆盖时,由于积雪的高反照率导致向上短波辐射增加,净辐射减小,同时感热通量减小而潜热通量增加,感热占比(H/Rn)下降,潜热占比(LE/Rn)升高。     

中国坡地太阳直接辐射分布特征

本文经简单变换将坡地太阳直接辐射计算式化为S_(αβ)=K(αβ)·S＇,其中S＇为水平地面太阳直接辐射日平均辐照度;K_(αβ)为坡地直接辐射换算系数。文中着重分析了K(αβ)随坡向、坡度、纬度和季节的变化特征,给出了计算南、北坡最热坡度的表达式。最后计算出我国211个站点全年各月坡地太阳直接辐射日平均辐照度,并以南、北坡20°为例分析讨论了坡地太阳直接辐射地理分布特点。     

复杂地形下太阳总辐射空间订正方法——以四川省为例

利用四川省158个气象站2016—2019年逐小时2 m气温、相对湿度、地面气压、能见度等观测数据,通过SMARTS模式计算并积分得到逐月晴天太阳总辐射,建立晴天太阳总辐射随海拔高度的变化关系,将该关系应用到1990—2019年太阳总辐射空间插值订正中,并对订正效果进行验证,结果表明:晴天太阳总辐射随海拔高度呈对数增加,海拔越高晴天太阳总辐射随高度增幅越小;辐射订正方面,海拔较低、地势平坦的四川盆地地区订正幅度最小,高海拔的川西高原订正幅度居中,高低海拔过渡地带订正幅度最大;交叉验证结果表明,用来验证的7个辐射站年平均绝对误差由182.77 kW·h·m~(-2)减少到145.48 kW·h·m~(-2),相对误差由13.41%减少到10.24%,冬半年订正效果好于夏半年。通过订正可有效提高复杂地形下太阳总辐射插值效果,减小插值误差。     

包含CO2因子的冠层光合作用简化模型及其关键参数数值敏感分析

利用美国Licor公司生产的Li-6200便携式光合作用测定仪对冬小麦叶片光合作用进行了较为系统的测定研究,在实测资料支持下建立了包含CO2因子的叶片和冠层光合作用模型,验证结果表明,模型具有较高准确性.利用模型对CO2影响参数μ进行数值敏感分析,结果表明:对叶片光合而言,μ=0.83时叶片光合作用模型拟合最好,随μ减小或增大,拟合精度均下降;对冠层光合而言,μ=0.83时模拟光合日总量达到最大值,μ减小或增大,光合日总量均下降.多因子数值分析表明:在辐射值较大的状况下,μ对冠层光合的影响更为显著.