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。

黄河源区降雪对不同冻融阶段土壤温湿变化的影响

利用2013年10月1日至2014年5月31日黄河源区鄂陵湖流域的土壤温度资料首先划分土壤不同冻融阶段,然后在每个阶段各选取一次降雪过程,分析了降雪对土壤温湿变化的影响。结果表明:在土壤冻结阶段,雪后晴天(有雪覆盖)土壤净输出的热量减少,5 cm和10 cm土壤日最低温度明显升高,20 cm土壤日最低温度升至0℃以上,导致20 cm土壤达到完全冻结的时间延长;在土壤消融阶段,降雪当天土壤净输入的热量减少,5 cm和10 cm土壤日最高温度突降至0℃以下,导致5 cm和10cm土壤达到完全消融的时间增加。在以上两个阶段的降雪过程中,积雪不仅可通过自身的消融增加浅层土壤湿度,还可通过改变浅层土壤温度间接影响浅层土壤湿度,而在土壤完全冻结阶段,积雪对土壤温度虽有影响,但对土壤湿度的直接和间接影响都较小。在整个土壤冻融阶段,与由土壤冻结和消融引起的土壤湿度变化相比,降雪引起的土壤湿度变化较小。

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。