绿洲与荒漠背景夏季近地层大气特征的对比分析

利用观测试验资料, 对比分析了夏季典型晴天敦煌绿洲与周围荒漠戈壁背景近地面层大气特征的差异. 结果表明: 绿洲具有降温、保湿、风屏等效应, 地表温度和近地面层大气温度明显要比周围荒漠的低, 近地面层大气湿度要明显比周围荒漠的大, 近地面层大气风速和摩擦速度要比周围荒漠的小, 近地面层感热通量比周围荒漠小1/5, 近地面层潜热通量比周围荒漠大 10 倍左右. 同时, 绿洲与周围荒漠相比有比较可观的下沟运动, 这会对绿洲的能量和水分输送有贡献. 绿洲的 Bowen比大约是周围荒漠戈壁的1/20, 相差一个量级, 这说明绿洲和周围荒漠的气候特征相差十分明显.

非均匀大气近地面层温度梯度的光学测量

从三维射线方程出发,经过分析和简化,得到水平非均匀大气条件下射线描迹的微分方程组,作为光学测量的理论基础。分析了温度梯度分布的一般特征;在射线弯曲的几何关系基础上,分析了折射角及折射角变化量和温度梯度的积分关系,讨论了路径加权特性,表明在非均匀并且温度梯度对光路中心不对称分布条件下,单边光学测量得不到温度梯度的区域平均值。需要通过双向对测,才能得到光路上温度梯度的算术平均。同时表明,多光源测量系统在非均匀大气近地面层得不到准确的平均温度廓线。

论近地面层湍流通量观测的一些问题

本文回顾并总结了目前在近地面层内观测湍流通量的方法。指出了各种观测方法的适用条件,比较了它们的测量误差和它们的优缺点,并讨论了各种测量方法存在的问题。该文的讨论对于选择近地面层湍流通量观测方案、提高观测精度、评价观测结果并对结果进行修正都有一定参考价值。

垂直速度对水汽垂直湍流通量交叉耦合效应的实验验证

大气线性热力学理论证明潜热通量由水汽垂直梯度输送通量和垂直速度耦合输送通量两部分组成,本文利用大气边界层观测实验资料验证了垂直速度对潜热通量的耦合效应.结果表明,存在一个耦合零效应高度,当观测高度高于耦合零效应高度时,耦合效应削弱潜热通量;当观测高度低于耦合零效应高度时,耦合效应增强潜热通量;在实验区域非均匀下垫面上,考虑耦合效应后,在上升气流条件下潜热通量估算值和观测值间的系统性偏差从27%减小到2%;在下沉气流条件下两者的系统性偏差从47%减小到28%;大气湍流交叉耦合理论得到了证实.结果也为大气湍流交叉耦合理论的应用提供了实验基础.

绿洲和戈壁复杂下垫面平流对湍流特征的影响

利用绿洲和戈壁近地面层湍流实验资料对比研究表明,在不稳定层结条件下,绿洲和戈壁中温度归一化方差满足φθ(z/Λ)=αθ(-z/Λ)-1/3,而绿洲湿度和CO2归一化方差都满足φs(z/Λ)=αs(1-βxz/Λ)-1/3;受平流影响,绿洲温度归一化方差量值较大,而戈壁CO2方差相对M-O函数关系有一定程度的偏离,湿度方差则完全背离了方差M-O关系;对上述结果分析表明,平流条件下,湿度方差满足关系式σ2sm=D2σ2sA+σ2sB;其方差M-O关系由平流输送标量方差值的相对大小所决定.对于湿度和CO2等标量,如果平流输送的标量方差比局地标量方差大得多,则该标量方差观测值就会背离方差M-O关系,当平流输送的标量方差接近或小于局地标量方差时,标量方差观测值基本满足方差M-O关系.