基于近地层垂直速度能谱尺度特征确定复杂下垫面零平面位移

本文利用位于南京市郊区的南京大学仙林校区SORPES观测站多层湍流观测数据分析了湍流谱特征,以白天不稳定条件下垂直速度能谱谱峰对应的长度尺度也就是离地高度为判据,探讨了运用该方法确定复杂下垫面零平面位移的可行性。统计分析表明,该方法确定的长度尺度呈现出较为一致的概率分布形状,概率最大的长度尺度对应于离地高度,在复杂下垫面情况下这个高度就是零平面位移高度到观测高度之间的距离,将观测点的离地高度减去这个距离就能得到零平面位移。本文同时运用不稳定条件下垂直速度方差在近地层中的相似关系来确定零平面位移,并与谱方法得到的结果进行对比。结果表明,谱方法和方差法得到的零平面位移非常接近。

长江三角洲地区城市、郊区和乡村下垫面的CO_(2)通量观测

利用长江三角洲地区南京和苏州两个典型城市的中心城区观测点、南京郊区观测点以及南京市溧水区乡村草地和农田观测点为期一年的CO_(2)通量观测数据,分析不同下垫面之上CO_(2)通量观测值的差异以及城市和郊区不同观测高度的CO_(2)通量观测值的差异.结果表明,城市在CO_(2)地气交换过程中的作用是碳源,而植被下垫面为碳汇;城市粗糙子层中CO_(2)通量观测值随高度增大,上层观测值具有较好的局地代表性;郊区站两个观测高度处于惯性子层之中,CO_(2)通量观测值比较接近,而它们之间的差异则反映了各自高度所对应的不同源区域范围内排放和吸收的不同.依据观测数据估算了不同下垫面的单位面积CO_(2)全年净排放/吸收量,南京和苏州市区全年净排放量分别是18.2 kg·m^(-2)和15.5 kg·m^(-2);农田和草地的全年净吸收量分别是2.9 kg·m^(-2)和0.6 kg·m^(-2);郊区观测点25 m高度所对应的源区域内CO_(2)全年净吸收量为0.5 kg·m^(-2),而50 m高度所对应的源区域内CO_(2)全年净排放量为0.13 kg·m^(-2).

城市和郊区复杂下垫面地气交换湍流通量的观测研究

文章利用南京和苏州市区观测站处于冠层之上粗糙子层当中的两个高度的观测资料以及郊区南京大学仙林校区SORPES观测站三个高度的观测资料,研究了复杂下垫面地气交换湍流通量及地表能量平衡关系的代表性问题.分析结果表明:在冠层之上的粗糙子层当中,城市下垫面的近地面动量通量、感热通量和潜热通量都随高度增加,城市下垫面地表反照率的观测值随高度增加,地表净辐射的观测值随高度减小,造成城市地表能量平衡的收支关系随高度变化;在地处丘陵地带的南京大学仙林校区SORPES观测站,地面观测场的动量通量、感热通量和潜热通量观测值与铁塔上两个高度的观测值存在明显差异,而铁塔上两个高度的观测值很接近.这些结果意味着在复杂下垫面之上实施通量观测需要在较高的离地高度上进行,其观测结果才具有较为充分的局地代表性;在城市地区较低高度上的湍流通量观测结果会出现偏低估计,而在丘陵复杂下垫面环境下靠近地表的湍流通量观测结果会出现较大偏差.