杨树人工林生态系统通量贡献区分析

采取通量源区模型FSAM(Flux Source Area Model)利用2009年北京大兴区杨树人工林生态系统碳水通量涡度相关观测资料,分析了不同大气条件下生态系统的通量贡献区分布特征。研究结果表明:(1)该站通量贡献区随大气稳定条件增强而增大。除326.25°—3.75°方向生长季不稳定条件下外,生长季的通量贡献区范围普遍大于非生长季的贡献区范围;(2)通量贡献区与观测高度、冠层高度、地表粗糙度、风向以及大气稳定度有关,当风速风频较大,大气不稳定时,湍流扩散作用强烈,贡献区范围较小;(3)该观测场在2009年以不稳定大气条件为主,通量信息主要来源于距离观测塔50—400 m范围,且69.3%的信息来源于通量塔偏北风与偏南风方向,其中42.56%的信息来自于偏南风方向;(4)随着大气稳定程度加强,通量来源最少区从塔偏西方转为偏东方,在大气稳定度条件和风向的共同作用下,生长季时主要通量贡献区在塔偏南方向,而非生长季时主要通量贡献区在塔偏北方向。

长江口九段沙盐沼湿地生态系统通量贡献区分析

通量贡献区分析是基于涡度协方差法进行生态系统碳、水、热通量交换研究的必要环节.根据研究区涡度通量塔上连续观测的2018年全年通量数据,基于FSAM(Flux Source Area Model)对长江口九段沙盐沼湿地芦苇生态系统在不同季节、风向及大气层结状态下的通量贡献区进行分析.结果表明:①不同季节通量贡献区各不相同,在大气稳定状态下,通量贡献区的大小关系为秋季>夏季>春季>冬季;在大气不稳定状态下,通量贡献区季节变化不明显;通量贡献区范围有明显的昼夜变化特征,夜间通量贡献区最远点距离大于白天.②非主风向上迎风向通量贡献区的范围大于主风向上迎风向通量贡献区的范围.③各风向上,大气稳定状态下通量贡献区及其峰值所在位置距观测点的距离均大于大气不稳定状态下其对应的距离.

珠海凤凰山林地下垫面观测通量的贡献区分析

根据安装在珠海凤凰山亚热带常绿阔叶林区内的陆―气相互作用与碳通量观测塔观测数据,利用K-M模型计算了对应时刻的通量贡献区,分析得到不同大气稳定度、不同季节、不同时刻下通量贡献区分布的变化规律。提出一种切实可行的评价地表均一性的标准,即计算每个子区域表面积与其地表投影区域表面积的比值,以此确定K-M模型对该站点的适用性。结果表明:通量贡献区范围的分布,在大气稳定度>0.1的情况下与主风向分布范围相近,而在大气稳定度<-0.1的情况下与主风向分布范围不完全一致。在冬季,通量贡献区主要分布在北部和东部方向;在季风爆发前的春季,通量贡献区分布和冬季大体相近;在季风爆发后的春季和夏季,通量贡献区在西南方向和东南方向较为集中,这一规律和风速风向的分布规律一致。对于日变化来说,在夜间通量贡献区范围大于白天,其中贡献区最大范围多出现在夜间,但随着季风的爆发,贡献区最大范围出现的时间从T 02:00左右推迟到T 04:00左右,这可能是由不同季节大气达到最稳定的时段不同所致。贡献区范围最小的情况出现在T07:00―09:00之间,这段时间往往也是湍流活动性最强的时段。

崇明东滩湿地生态系统碳通量贡献区分析

利用崇明东滩湿地所建造的通量观测塔,连续监测了2006年生态系统的二氧化碳通量及其相关因子的变化.利用FSAM(Flux Source Area Model)模型,并结合地面测定,对湿地生态系统碳通量贡献区进行了分析.发现通量贡献区范围在各风向均随大气稳定程度的增加而拉长.在稳定的大气条件下,非主风方向上的通量贡献区范围要显著大于主风方向上的通量贡献区,但在非稳定大气条件下,两者相差不大.由FSAM模型所估测的通量贡献区范围表明:所测的碳通量数据可以较好地反映下垫面的通量信息.

乌鲁木齐市区与南郊山区颗粒物污染特征对比分析

利用2017年10月~2018年8月的PM_(10)、PM_(2.5)、PM_(1)质量浓度数据以及NCEP全球再分析气象资料,分析乌鲁木齐市区和南郊山区颗粒物浓度变化特征,结合HYSPLIT后向轨迹模型、潜在源贡献因子分析(PSCF)以及浓度权重轨迹分析(CWT)分析市区颗粒物潜在源区.研究结果表明:①市区PM_(2.5)的超标天数为26d,南郊山区无PM_(2.5)超标,市区PM_(10)的超标天数是南郊山区的3.5倍,市区日均值及月均值质量浓度是南郊山区的2~7倍,市区呈现冬高夏低的季节特征,南郊山区春季最高;②乌鲁木齐市区PM_(10)日变化存在3个峰值,PM_(2.5)、PM_(1)为双峰型分布,南郊山区均呈双峰分布;并存在季节性周末效应;③长短两支聚类气流轨迹对乌鲁木齐市区颗粒物浓度影响较大,春夏气流来自中亚,秋冬来源于北疆周边地区;④颗粒物潜在源区分布季节特征显著,高值区主要为昌吉、巴州、吐鲁番等周边地区,西北部中亚地区也是颗粒物重要来源区域之一.

青岛市外源PM_(2.5)传输路径及潜在污染源区

结合青岛市PM2.5的浓度监测资料及全球数据同化系统提供的气象资料,采用聚类法将2014年全年到达青岛市的气团做了统计分析。采用潜在源区贡献法(PSCF)以及浓度权重法(CWT),分析青岛市PM2.5的潜在污染来源地区和不同地区对青岛市PM2.5的权重浓度的贡献。结果表明,研究期间影响青岛市的气团有3类:一类是西北内陆大陆性气团,二类是海洋性气团,三类是区域输送气团;其中,西北内陆的气团、海洋性气团和区域传输特征的气团3种所占的比例分别为46%、39.95%和14.05%,对应的PM2.5浓度分别为60.86μg/m3、45.53μg/m3和62.97μg/m3。青岛市PM2.5的潜在污染源区主要分布于河南省中部、安徽省北部、东海北部、黄海南部、山东省与河北省交界处、天津地区和内蒙古中部等地区。外域传输是青岛市的PM2.5的重要来源。

生态系统碳通量估算中耦合涡度协方差与遥感技术研究进展

陆地生态系统CO2和水热通量的长期观测研究一直是国际上关注的热点问题。截止目前,利用微气象学原理的涡度协方差技术是唯一能直接测定生物圈与大气间物质与能量通量的标准方法,成为国际通量观测网络的主要技术。但是涡度协方差技术的测定仍然是一种小尺度观测方法,其观测结果难于直接外推到更大尺度。同时,缺乏区域、跨尺度生态系统及其时空动态观测数据一直是限制碳循环研究的主要障碍,而遥感技术的发展可望在不远的将来使大尺度、高分辨生态系统变化的长期定量观测成为可能。这些问题在当今集中体现在如何建立通量—遥感的跨尺度观测体系,并有效地将有限的通量站点测量数据与大尺度遥感资料以及生态模型有机地结合。总结过去耦合涡度协方差技术与遥感技术的工作,主要在以下3个层面展开:①涡度协方差技术与遥感技术对碳通量估算的相互验证;②涡度协方差技术为遥感反演提供地面参数;③遥感观测解译辅助分析通量贡献区(footprint)。集中在这3个方面进行探讨,通过总结各方面的研究特点与进展,可望为未来在这个领域开展工作理顺思路。