冬春交替期沙尘过程对黑河流域戈壁地表能量平衡扰动的个例分析

利用张掖国家气候观象台梯度塔温度、湿度和风观测资料,结合近地层辐射、土壤温度、湿度和土壤热通量资料,由地表热量平衡条件和Bowen比概念求得感热和潜热通量,对比分析了冬春交替期背景条件与沙尘天气黑河戈壁地表能量和辐射平衡特征。结果表明,典型晴天和出现扬沙天气前同时段内净辐射的小时平均值非常接近,但沙尘天气发生后,净辐射迅速减小;沙尘天气发生时近地面层空气湿度远小于同时段背景条件下小湿度;典型晴天各层地温存在比较典型的日变化特征,而沙尘天气发生之初,0 cm、5 cm和10 cm处土壤温度快速升高;典型晴天表现出明显的地表辐射平衡的日循环特征,扬沙期间日循环特征被破坏,向下短波辐射减少尤为明显。     

热带对流热量与水汽收支的数值模拟研究

应用二维云分辨模式,数值研究了热带地区的对流活动,并诊断了热量和水汽的收支,发现在垂直温度平流和凝结潜热释放之间、垂直水汽平流和降水之间都维持着大体平衡,推断出质量加权平均温度及可降水分的局地变化分别由热量及水汽方程中的剩余项决定.机制研究表明,深对流与浅对流在热量及水汽循环中存在较大差异,深对流中水汽的凝结及潜热释放起着主导作用,而大尺度垂直平流的加湿和冷却在浅对流中发挥主导作用.最后讨论了对流触发后热量及水汽循环的调整机制.     

IAP-AGCM对QBO模拟的动量收支分析

平流程准两年振荡(QBO)是赤道平流层(～100-1 hPa)变率的主要模态,可对中高纬地区的环流产生重要影响,但目前利用通用大气环流模式(GCM)对其进行准确模拟仍然是一个挑战.本文利用IAP大气环流模式(IAP-AGCM)的中高层大气模式版本(IAP-AGCML69)对QBO进行模拟,并对其动量收支情况进行分析.研...     

乳山湾外邻近海域氮和磷的分布与收支过程研究

基于2009年6–9月,2014年5月,2014年7–8月在乳山湾外邻近海域的综合调查资料,分析了该开放海域水体与沉积物中氮、磷营养盐的组成和分布,并在潮汐潮流数值模式计算水通量的基础上分析了近岸开放区域无机氮(DIN)和无机磷(DIP)的循环与收支的主要过程,量化了潮汐潮流、初级生产的消耗与转化、底界面过程与内部循环等过程对氮和磷营养盐循环与收支的影响。结果表明,夏季乳山湾外邻近海域水体DIN和DIP的浓度与分布受陆源输入和潮汐潮流的共同影响,高值均出现在湾口区域;沉积物-水界面存在DIN和DIP从沉积物向上覆水释放的现象,使得底层水体的氮、磷营养盐浓度高于表层水体。氮的收支表明,研究海域水体内部循环过程是初级生产所需DIN的主要来源,占初级生产总消耗量的86%,其次是水交换作用(11%),底界面扩散对初级生产的贡献相对较小(3%);水体DIN的移出主要是通过埋藏、向外海的输送和水体反硝化作用,其比例分别为80%、16%和4%。磷的收支显示,研究海域水体内部循环过程贡献了初级生产所需DIP的91%,其次是水交换作用(9%),底界面扩散对初级生产的贡献小于1%;水体DIP支出主要是通过沉积埋藏和向外海的输送,其比例分别为67%和33%。研究结果表明内部循环过程是近海水体氮和磷获得补充的主要途径,不过外部来源的氮、磷营养盐结构与系统内部具有显著的差异,且系统内磷的埋藏效率要高于氮,其必将对乳山湾外邻近海域营养盐结构和初级生产产生长远的影响。     

热带东太平洋淡水池的季节变化 *

文章利用观测和模式数据, 并基于混合层盐度收支方法, 研究了热带东太平洋淡水池的季节变化。研究发现: 热带东太平洋淡水池具有显著的季节变化, 由海表强迫(蒸发与降水)、水平平流和次表层过程共同控制。淡水池的季节变化主要分为扩张与收缩两个阶段。4月至11月为扩张阶段, 淡水池向西扩张, 最大体积和面积比最小时扩大将近一倍, 分别达到2.83×10 ⁵km ³和8.94×10 ⁶km ²。热带辐合带向北移动带来的强降水是淡水池扩张的主要原因, 海表强迫决定了混合层盐度降低。12月至3月为淡水池收缩阶段, 海表淡水通量的减弱、水平平流和次表层过程的增强导致混合层盐度升高, 淡水池向东收缩。     

Sediment budget analysis of slope–channel coupling and in-channel sediment storage in an upland catchment, southeastern Australia

Slope–channel coupling and in-channel sediment storage can be important factors that influence sediment delivery through catchments. Sediment budgets offer an appropriate means to assess the role of these factors by quantifying the various components in the catchment sediment transfer system. In this study a fine (< 63 µm) sediment budget was developed for a 1.64-km² gullied upland catchment in southeastern Australia. A process-based approach was adopted that involved detailed monitoring of hillslope and bank erosion, channel change, and suspended sediment output in conjunction with USLE-based hillslope erosion estimation and sediment source tracing using ¹³⁷Cs and ²¹⁰Pb_ex. The sediment budget developed from these datasets indicated channel banks accounted for an estimated 80% of total sediment inputs. Valley floor and in-channel sediment storage accounted for 53% of inputs, with the remaining 47% being discharged from the catchment outlet. Estimated hillslope sediment input to channels was low (5.7 t) for the study period compared to channel bank input (41.6 t). However an estimated 56% of eroded hillslope sediment reached channels, suggesting a greater level of coupling between the two subsystems than was apparent from comparison of sediment source inputs. Evidently the interpretation of variability in catchment sediment yield is largely dependent on the dynamics of sediment supply and storage in channels in response to patterns of rainfall and discharge. This was reflected in the sediment delivery ratios (SDR) for individual measurement intervals, which ranged from 1 to 153%. Bank sediment supply during low rainfall periods was reduced but ongoing from subaerial processes delivering sediment to channels, resulting in net accumulation on the channel bed with insufficient flow to transport this material to the catchment outlet. Following the higher flow period in spring of the first year of monitoring, the sediment supplied to channels during this interval was removed as well as an estimated 72% of the sediment accumulated on the channel bed since the start of the study period. Given the seasonal and drought-dependent variability in storage and delivery, the period of monitoring may have an important influence on the overall SDR. On the basis of these findings, this study highlights the potential importance of sediment dynamics in channels for determining contemporary sediment yields from small gullied upland catchments in southeastern Australia.     

夏季不同天气背景条件下黑河中游不同下垫面的辐射特征

 利用2005年“绿洲系统能量水分循环观测实验”（JTEX）获得的资料分析了夏季晴天和阴天西北干旱区金塔绿洲不同下垫面的辐射收支特征。结果表明:由于下垫面的水热特性不同,绿洲与沙漠、戈壁的辐射特征有很大差异,而沙漠和戈壁的差异则较小。相同天气背景条件下,不同下垫面的向下辐射基本一致,绿洲的向上辐射最小,净辐射最大。地表辐射特征会随天气状况有较大变化。     

内蒙古半干旱草原沙尘天气对近地层微气象学特征影响分析

利用锡林浩特国家气候观象台2011年4-5月近地层微气象、地表辐射和湍流通量观测数据,对比分析了内蒙古典型半干旱草原下垫面在晴天、扬沙和沙尘暴天气下各气象要素、地表辐射分量和能量平衡的变化特征。对于半干旱草原区,地面风速越大沙尘天气越强;沙尘过程开始前地面空气较暖,开始后地面空气转为相对较冷的状态;沙尘气溶胶含量越高,5 cm地温日变化趋势越弱,在沙尘过程中5 cm地温值越小。沙尘气溶胶含量越高,太阳总辐射越弱,大气长波辐射越强;地表反射辐射与总辐射有相同的日变化特征;沙尘气溶胶白天使净辐射值减小,夜间使净辐射值增大。沙尘天气直接辐射衰减非常明显,而且散射辐射在总辐射中占很大的比重。沙尘气溶胶对紫外辐射的削弱很强,并且沙尘含量越高,对紫外辐射的削弱越强。沙尘气溶胶的辐射强迫作用对地表能量平衡产生影响,使向上的感热和潜热输送减弱,使向上的土壤热通量增强或向下的土壤热通量减弱。     

塔克拉玛干沙漠腹地地表辐射收支特征研究

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站探测的辐射数据,分析了流动沙漠区近地层辐射收支特征以及云和沙尘对其的影响。总辐射在夏季某些特定的天气条件下接近太阳常数。不同天气条件下,辐射收支特征存在较大差异;总辐射受云和沙尘的影响最明显,变幅最大,夏季沙尘暴天气时比晴天减少了80%以上;反射辐射的日变化趋势在各个季节内、各种天气条件下与总辐射非常一致;大气长波辐射所受影响较小,且云和沙尘会使其略微增加;地面长波辐射的变化幅度最小,均在10%以下;净辐射在阴天时略微降低,沙尘天气时明显降低,为负值。观测期间的平均辐射特征与晴天比较接近,平均的总辐射、净辐射与晴天的比值白天基本在0.7左右,说明云和沙尘对塔中的辐射能量有较大的强迫作用。     

不同配比饲料对刺参C、N、P营养盐收支的影响

本实验采用5种含有不同比例(即20∶80、40∶60、60∶40、80∶20和100∶0)的鼠尾藻和海泥的颗粒饲料喂养刺参(Apostichopus japonicus),并比较了不同饲料条件下刺参C、N、P营养盐的收支过程。结果表明:刺参C、N、P营养盐收支过程和饲料中鼠尾藻的含量显著相关(P<0.05)。刺参的摄食率和排粪率随着饲料中鼠尾藻含量的增加而显著降低(P<0.05);刺参的耗氧率、排氨率、排磷率,以及对C、N、P营养盐的摄入率、生长余力和吸收效率均随着饲料中鼠尾藻含量的增加而显著变大(P<0.05)。当饲料中鼠尾藻添加量大于60%时,刺参对营养元素的生长余力和吸收效率无显著变化(P>0.05),因此对于成参而言,饲料中鼠尾藻和海泥的比例为60∶40是较为理想的配制比例,既可以满足刺参生长代谢所需要的主要营养元素,又能够最大限度地减少刺参养殖活动营养盐的排放。