2003-2018年青藏高原草地的地表层土壤热通量时空变化

根据青藏高原7个站点实测数据,计算站点地表层土壤热通量(G_(0))并分析站点的日、季变化特征;结合MODIS数据、中国西部1 km全天候地表温度数据集和中国区域地面气象要素驱动数据集,用Ma模型反演2003-2018年青藏高原地表土壤热通量,并且分析不同草地类型的G_(0)变化。结果表明:1)站点地表层土壤热通量G_(0)比不同深度的土壤热通量值大。G_(0)的日变化曲线呈倒“U”形状,在夜晚相较于白天变化较为平缓。2)站点地表层土壤热通量G_(0)的季节振幅变化呈现夏>春>秋>冬,春夏季G_(0)均值整体为正值,秋冬季G_(0)均值基本为负值。夏季高原西北地区的地表层土壤热通量相对于东南地区的较高,而冬季则相反。3)高原草地的土壤热通量值为40~80 W·m^(-2),16年各类草地G_(0)平均值最高的是温性草原化荒漠类(76.557 W·m^(-2)),最低的是高寒草甸类(46.118 W·m^(-2))。4)高原草地的G_(0)一年内呈现出先增后降的变化趋势。高原各类草地G_(0)的季节变化呈现夏>春>秋>冬,夏春季G_(0)最低的均为高寒草甸类,较高的分别是温性草原化荒漠类和温性草原类;秋冬季G_(0)最高的均为暖性灌草丛类,最低的均为高寒荒漠类。以上结果可为高原草地地表能量平衡研究提供一定参考依据。

用土壤温度估算表层土壤导温率与热通量的研究

对比研究了6种用土壤温度计算表层土壤导温率的方法结果表明,振幅法、相位法、反正切法、对数法虽需较少观测值,计算简单,但结果却不太稳定;谐波法计算过程虽较复杂,但导温率的估算值较稳定,是最可靠的方法之一。利用计算的土壤导温率估算近地表土壤热通量,结果与由温度积分法决定的土壤热通量值非常一致。

青藏高原表层土壤热通量的时空分布特征

利用青藏高原(简称高原)9个站点的实测数据分析了表层土壤热通量G0的季节变化、日变化特征,然后利用MODIS数据(MOD13Q1和MOD09CMG)、中国西部逐日1 km空间分辨率全天候地表温度数据集和同化数据(ITPCAS-SRad和ITPCAS-LRad),借助G0遥感估算模型Ma模拟了高原四期(2014年7月12日和10月16日,2015年1月1日和4月7日)的G0空间分布特征。结果表明:G0振幅随季节变化,夏季较大,冬季最小,站点之间振幅不同可能与下垫面有关,下垫面植被覆盖度越高,振幅越小;G0在春、夏季以及全年整体为正,而秋、冬季G0则为负。高原G0呈现倒立的"U"型的日变化曲线,夜晚的变化相对白天而言比较平缓;G0日变化曲线为正值的时长存在明显季节差异,四个季节的顺序是夏季>春季>秋季>冬季;高原G0的空间分布特征与高原地表温度的空间分布有较好的正相关,站点数据显示地表温度每增加1℃,G0随之增大2~5 W·m^-2。

鼎湖山针阔混交林旱季能量平衡研究

运用涡度相关(Eddy covariance,EC)法开路系统、常规微气象观测系统及土壤热通量板等设施对鼎湖山季风常绿阔叶林旱季(2003/1/9-2003/1/23)的能量分量进行测定。结果表明,平均净辐射通量(Netradiation,Rn)为53.14Wm-2,与下行短波辐射具有相同的变化趋势。林冠上层EC法潜热通量(Latentheat,LE)、显热通量(Sensibleheat,Hs)实测平均值分别为57.18Wm-2、43.40Wm-2,林冠下层分别为12.61Wm-2、7.61Wm-2。白昼EC法所测得的LE和Hs数据与利用波文比-能量平衡法(Bowenratioandenergybalance,BREB)计算出的数据相比,略偏低,而夜间及凌晨数据差异较大。土壤热通量日变化曲线呈“S”形,平均土壤热通量为-1.50Wm-2,表面土壤总热通量(Gt)仅为5cm处土壤热通量的84.0%,可见表层土壤尽管很薄,但其热储量不能忽略。将LE、Hs之和与可供能量(Rn-Gt)进行闭合,回归直线斜率为0.9128,相关系数达0.8517,与许多研究结果的60%-90%的区间相符,这说明鼎湖山涡度相关法通量观测数据是非常可靠的。