绿洲边缘夏季小气候特征及地表辐射与能量平衡特征分析

利用“绿洲系统能量与水分循环过程观测试验”加强期(IOP)在甘肃省酒泉市金塔绿洲观测的资料,分析了夏季金塔绿洲边缘的小气候特征及地表辐射收支和地表能量平衡特征。作为绿洲沙漠相互作用的界面,在白天绿洲边缘的垂直运动仍然是以上升气流为主,并且其小气候主要受土壤湿度的影响。中午前后绿洲边缘的总辐射最大值在1000W.m-2左右,净辐射>700W.m-2;在白天,仅有个别天数的感热通量超过100W.m-2,最大值仅为150W.m-2左右。在整个观测期,有超过70%的天数出现负感热通量。而Bowen比在±10-1量级,地表能量不平衡的差额较大,约28%。

北京密云地区辐射与能量平衡特征分析

利用北京密云站2007年1,4,8和10月辐射及湍流通量观测资料,分析了农林混合非均匀下垫面晴天、阴天条件下的辐射平衡、反照率及能量平衡特征。结果表明:(1)1,4,8和10月能量平衡闭合度(OLS方法)分别为82%,97%,72%和83%,总体闭合度为76%,数据质量较好;(2)晴天向上长波辐射1,4,8和10月平均值分别为279.6,381.5,430和358.7W.m-2;受农林混合下垫面变化的影响,响应短波辐射时间1月和8月分别为0.5h和1.5h,4月和10月介于两者之间;(3)随下垫面植被长势和土壤湿度的变化,反照率有明显改变,1,4,8和10月晴天平均值分别为0.183,0.143,0.133和0.139;由于非均匀下垫面通量贡献率随太阳辐射方向而变化,各月均存在日变化不对称现象。8月密云站的反照率(0.133)小于同期同纬度固城站的反照率(0.19);(4)由于农林混合下垫面状态的变化,1,4和10月能量主要用于感热交换,8月主要用于潜热交换。阴天能量分配特征与晴天一致。

青藏高原不同深度湖泊无冰期湖气温差及湖表辐射与能量平衡特征模拟分析

湖气温差是影响无冰期湖泊和大气界面热量交换的重要因素,但由于青藏高原野外观测试验开展不易,目前青藏高原湖泊湖气温差特征的研究仍然存在不足,同时对青藏高原湖泊湖表辐射和能量收支的研究也较少。本文利用中国区域高时空地面气象要素驱动数据集(简称ITPCAS)驱动公用陆面模式中的湖模块(简称CLM-Lake),对由浅至深的鄂陵湖、班公错、纳木错三个较大、较深青藏高原湖泊无冰期湖气温差及湖表辐射能量平衡特征进行了研究。MODIS湖表温度数据、气象站观测数据对模拟结果进行验证表明,CLM-Lake能较好地模拟出高原湖泊湖表温度的年内变化。由于高原地区高海拔导致的低气温和强太阳辐射影响,深度分别为23 m和95 m的鄂陵湖和纳木错湖在无冰期湖气温差始终为正,且从春末夏初至秋末冬初持续增大;现有观测资料和模拟结果表明,深度为37 m的班公错在6-7月出现了负的湖气温差,这可能是因为班公错湖区在6-7月更暖更干,加强了湖泊的蒸发,使湖泊吸收的净辐射更多转化为潜热释放,造成湖表面增温减弱且慢于气温,出现负湖气温差。这一现象与高原其他湖泊在无冰期湖气温差一般为正的情况有所不同,但由于所用班公错观测资料为5 m深处的湖水温度和距离湖畔10 km的陆面气温,因此还需要更为准确的观测进一步验证。模拟的三个湖泊感热通量变化趋势与湖泊湖气温差变化趋势相似,模拟的潜热通量全年均为正值。

城市地表热环境研究进展

近50年来,以中国为代表的发展中国家快速城市化过程所引起的生态环境问题直接导致了城市地表热环境的剧烈变化。当前,采用定量化的研究方法开展城市地表热环境研究已成为国内外城市生态环境与气候领域的研究热点之一。因此,厘清城市地表热环境的研究进展对于今后更好地开展城市空间热环境定量评价研究以及进一步促进城市可持续发展具有重要的现实意义。在对城市空间热环境和城市热岛等相关概念、主要研究方法和数据获取方式进行简要叙述的基础上,着重从城市地表热环境的时空特征及其变化、驱动力和驱动机制、城市地表辐射与能量平衡、城市地表热岛与城市大气热岛的关系及其演变规律、城市绿地和水体对城市热岛效应的缓解、城市地表热岛的尺度转换等6个主要方面对当前国内外已开展的城市地表热环境研究进行了归纳总结,并就当前研究过程中存在的问题以及未来的研究重点进行了探讨,以期为今后更好地开展城市地表热环境定量化研究提供参考。