西北干旱区不同下垫面反照率随太阳高度角变化的参数化方案

利用古浪非均匀近地层观测试验中仪器平行对比观测试验数据,首先详细地分析了三套不同型号辐射仪器(CNR4,Kipp&Zonen;PSP,Eppley;MS102,EKO)在荒漠均匀下垫面彼此之间观测辐射的差异;然后结合基本观测试验中西沙漠、东沙漠和农田站的晴天观测资料,基于乘法和加法关系分离影响因子的方法发展了干旱区不同下垫面反照率随太阳高度角变化的参数化方案,并检验了两种分离方法的普适性;最后对所发展的参数化方案与已有参数化方案在西沙漠、东沙漠及农田下垫面进行了对比。结果表明:(1)CNR4与PSP和MS102观测辐射数据相关系数在0.96以上,彼此之间观测短波辐射差异在6%以内,长波辐射差异在2%以内,净辐射差异在10%以内;CNR4与PSP观测值较接近,差异在5%以内,而CNR4与MS102观测值相差较大,差异在10%以内。(2)乘法关系分离影响因子方法的普适性较好。(3)与已有参数化方案相比,本文所发展的参数化方案能更加合理地刻画干旱区不同下垫面反照率随太阳高度角的日变化关系。

干旱区农田下垫面kB^(-1)变化特征及参数化

利用古浪非均匀近地层观测试验中农田下垫面的湍流观测数据,计算了其附加阻尼k B-1,并对其变化特征进行了分析,之后通过对k B-1影响因子的分析,发展了一种适用于干旱区农田下垫面的k B-1参数化方案W14,最后对W14在平坦戈壁下垫面上的适用性进行了检验.结果表明:农田下垫面k B-1日均值随着叶面积指数的增大有线性减小的趋势,k B-1的日变化随着叶面积指数的增大而变得更加明显.k B-1受地表特征叶面积指数、动力学因子Re*和热力学因子θs-θa的综合影响.基于这些影响因子所发展的W14在干旱区农田下垫面上计算的感热通量精度高,优于已有参数化方案的计算精度.并且W14在平坦戈壁下垫面也有一定的适用性.

西北地区典型下垫面空气动力学阻抗估算方法改进及其验证

利用2010年古浪近地层野外观测试验取得的干旱区典型下垫面(荒滩、沙漠和农田)的观测资料,对常用的3种空气动力学阻抗算法——Verma-R算法、Liu算法、Thom算法进行了适用性检验,并通过分离Thom算法中的动量和热量粗糙度对其进行改进(下称Thom-2算法)。对比不同下垫面空气动力学阻抗估算结果发现:在沙漠和荒滩下垫面,动力因素较热力因素影响大,空气动力学阻抗与风速的指数关系较农田下垫面明显;与其他3种算法相比,考虑了热量粗糙度的Thom-2算法在各种典型下垫面上的估算结果与观测值相比偏差最小,且在较为均匀的荒滩和沙漠下垫面上估算的空气动力学阻抗精度较农田高;通过比较4种算法估算干旱区不同典型下垫面空气动力学阻抗结果,说明干旱区空气动力学阻抗的估算应考虑热力粗糙度的影响。