简单生物圈模式(SiB2)中湍流能量通量对近地层两类阻抗系数的敏感性研究

陆—气之间的能量交换是通过近地层湍流热量和水汽通量来实现的。以往的研究表明近地层阻抗对湍流能量通量有着不同程度的影响,但是关于陆面模式中阻抗系数的取值范围却始终没有统一的标准。为了深入了解简单生物圈模式(SiB2)中近地层阻抗系数取值变化对湍流能量通量的影响,我们以那曲站为例,分别采用传统的逐个因子分析法和考虑参数间相互作用的部分因子分析法定量地研究了夏季该观测站近地层湍流能量通量分别对冠层阻抗系数C1和地表阻抗系数C2的敏感性响应。结果表明,感热通量对地表阻抗系数C2更为敏感,而潜热通量则对冠层阻抗系数C1较为敏感;感热通量随C1增加而增大,随C2增加而减小,而潜热通量则随C1或C2的增加而减小;不管是感热通量还是潜热通量,它们对阻抗系数的敏感度随阻抗系数的增大而减小,而对阻抗系数的相对敏感度则随阻抗系数的增大而增大。最后,结合那曲站夏季下垫面稀疏短草的分布特点分析了造成感热通量和潜热通量敏感变化各异的原因。

不同下垫面水分与能量传输模式

首先从简单生物圈模式（ Ｓｉｍ ｐｌｅ Ｂｉｏｓｐｈｅｒｅ Ｍｏｄｅｌ） 的物理模型出发，对其控制方程进行了修改。土壤温度使用求解热传导方程得到，土壤湿度使用了水汽扩散方程、 Ｄａｒｃｙ 的水流方程同时求解得到，目的是使简单生物圈模式既能在有植被下垫面使用，又能扩展到考虑水汽运动的沙漠地区使用。为了检验修改后的模式能适用于计算不同下垫面的地气之间水分和能量交换，选择了草原、森林和沙漠三种类型，在４ 个不同的实验点得到的资料，进行了单点模式（ Ｏ Ｆ Ｆ Ｌ Ｉ Ｎ Ｅ） 检验。结果表明，修改后的简单生物圈模式模式可使用于不同下垫面地气之间水分和能量交换，尤其是解决了沙漠地区水热传输的模拟问题。