塔克拉玛干沙漠腹地近地边界层温湿廓线与热量平衡分析

塔克拉玛干沙漠腹地近地边界层温湿廓线与热量平衡 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 SCIENCE IN CHINA PRESS 塔克拉玛干沙漠腹地近地边界层温湿廓线与热量平衡 分析 ? ??? ?魏文寿, 王敏仲, 何清, 雷加强, 艾力?买买提明 ? 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,乌鲁木齐 830002; ? 中国科学院新疆生态不地理研究所,乌鲁木齐 830011 E-mail: weiwsh@idm.cn 2007-09-02 收稿, 2008-06-02 接受 公益性行业(气象)科研与项(编号: GYHY200706008)和国家自然科学基金项目(批准号: 40475041, 40775019)资助 关键词 摘要 利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测实验站 2006 和 2007 年 7~8 月取得的微气象观 塔克拉玛干沙漠 测资料, 采用组合法、对数回归等方法, 分析了沙漠腹地夏季近地层大气温湿廓线、沙层 温湿廓线 辐射平温度、地表辐射及热量平衡等微气象特征的日变化规律. 结果表明: 夏季夜间近地层存在 衡 热量平衡 逆温现象, 在一定高度范围内气温随高度的升高而增加, 日间气温变化情况与此相反. 塔克拉玛干沙漠地表辐射平衡以正值为主, 除大气向下长波辐射以外, 其他各辐射分量 (总辐射、反射辐射、地表向上长波辐射、净辐射)均有明显的日变化特征, 呈现出 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的 日循环形态. 沙漠腹地地表热量交换以湍流感热占主导地位, 只有一少部分热量以潜热 形式输送给近地层大气, 地表感热和潜热随着太阳高度角的升高和降低而变化, 潜热最 大 值出现在凌晨, 感热峰值出现在正午, 观测分析还表明夏季沙漠下垫面对大气的加热 作用 较为显著, 白天地面为强热源, 晚上为弱冷源. [5~7][8][9]国平等人、刘辉志等人、钱泽雨等人分别研究 由 于 气 候变暖 和人 类生 存环 境的恶 化 , 以整体 了 青 藏 高 原 地区的湍流 输送及总 体输 送 系 数 ; 吕达 地球 为对 象的 全球变化研 究成为当代世 界科 学的 一 [1][10] . 从 20 世纪 80 年代中期开始, 在 仁等人分析了内蒙草原的地表特征变化不气候相 个前沿研究领域 [11] WCRP 和 IGBP 的协调下, 国际上在全球具有代表性 互作用的问题 ; 张强 等人 计算 分析 了敦煌戈壁 的 [2]的主要气候戒生态区相继进行了 50 多项陆面过程实 动量和感热总体输送系数; 韦志刚等人、王澄海等 [12] 验. 目前, 对陆-气相互作用的观测和陆-气相互作用人 曾分 别研究 了黄土高原的地表能量 特 征 ; 但是 对季风和气候影响的研究已成为国际气候变化及其可 对于中国第一大流动沙漠—塔克拉玛干沙漠陆-气 [2]预测性研究计划(CLIVAR)的重点内容. 中国自 20 世 相互作用和地表能量平衡方面的研究尚不多见. 纪 80 年代末也相继开展了“黑河地区地-气相互作用观 塔克 拉玛 干沙 漠位 于北 卉球 中纬 度 欧亚 大陆 腹 测试验研究(HEIFE)”、“内蒙古卉干旱草原土壤-植被- 地 , 坐 落于新 疆 塔 里 木盆地中央 , 平均 海 拔 高 度在 4 2 大气相互作用 (IMGRASS) ”、“ 第二次青 藏高原大气 1000 m 以上, 面积 33.76×10km, 是世界第二、中国科学实验(TIPEX)”、“西北干旱区陆-气相互作用的观 第一大流动沙漠; 该区年平均降水量不足 40mm, 风 测试验研究(NWC-ALIEX)”及“亚洲季风实验-青藏 沙灾害频繁, 属于典型的极端干旱气候区. 高原实验(GAME-Tibet)”等科学研究项目, 取得了一 有兲 塔克 拉玛干 沙 漠天气和 气 候方面 的研 究 , [3][13~24]系列重要的研究成果. 左洪超等人首先研究了黑河 国内外尤其是中国学者做了大量的工作. 20 世 [4] 沙漠和戈壁地区的总体输送系数; 卞林根等人、李纪 80 年代, 塔克拉玛干科学考察组首次对该沙漠进 4 , ,行了 年多的科学考察积累了大量宝贵的气象资料 2 计算方法 应用许多新理论、新方法, 形成了一大批有特色的新 组合法 2.1 [13]观点和新结论. 但由于沙漠区气象站稀少, 受观测 组合法是由风、温、湿梯度资料、地表辐射分量 手段和资料的限制 , 沙漠地面的一些重要物理过程 , 资料 和土 壤热 通量资料联合 计算 地表 湍 流通 量的 间 如地面能量平衡情况缺少详细、连续的观测, 从而导[3,11,25]接方法, 本文这里利用 2006 年 8 月 13~31 日微 致在沙漠地表辐射及热量平衡、近地层大气结构、地 气象塔的风、温、湿梯度资料、辐射资料和土壤热通 面热源强度、总体输送系数等一些基本科学问题上的 量资料, 采用该方法计算得到感热通量 H 和潜热通 研究还尚不 充 分 . 中国 气象局乌鲁木齐沙漠气 象 研量λE, 具体计算过程如下: 究所于 2003 年在沙漠腹地建立了塔克拉玛干沙漠大 根据风、温、湿的梯度资料, 首先可以计算出未气环境观测实验站, 布设了 80 m 铁塔梯度通量观测 经层结订正的感热通量 H和潜热通量λE, 0 0 系统、辐射观测系统, 对沙漠大气边界层进行连续性 ?u ? 2 2 观测; 基于此, 本文利用该站 2006 和 2007 年 7~8 月 k Z H = ?ρ(1) 0 A P ?z ?θC 取得的微气象观测资料 , 深 入 分 析 了沙 漠腹 地近 地 ,?u ? 2 z (2) 层大气温湿 结 构和地表 能 量 平 衡 特 征 , 这些 问 题 的λ E = ?ρλk 0 A ?z ?2 q Z 研究 将 有助于提 高 对干旱 沙漠 区陆面 过程 的讣识 , ,z其中, k 是 Karman 常数, 取 k=0.4 0, C是空气定压比 P 同时 也为 进一 步探认 沙漠 边界层的大气 物理 过程 以 热, λ是水的汽化潜热, Z为两层观测高度 Z和 Z的 A i i+1 及沙尘暴等自然灾害的防御和治理奠定良好的基础. 几何平均值, Z=其他均为通用符号. 其中 ZZ. A i i +1 1 实验场地、观测仪器和资料 位温θ 和比湿 q 可以写 本文 分析 的资 料是塔克拉玛干沙漠大气环境观 成0.286 e 1000 ? ? , = 0.622 . q θ = T ? 测实验站 2006 和 2007 年 7~8 月 80 m 铁塔风温湿梯 P P ? ? ?度资料、辐射观测资料以及常觃地温资料. 该站地理 定义 地表 净辐 射不土壤热通 量的 差近 似 为地 表面 可 位置为 39?00′N ,83?40′E, 海拔高度为 1099.3 m. 观 利用能量 A, 写为 测场地四周开阔, 地表均为沙丘组成的流动沙漠, 实(3) A = R? G, n 0 验场地附近生活区有少量人工栽培的沙生灌木植物,这里 R是净辐射, 由辐射平衡各分量观测值计算得 n 实验 场下 垫面 特性基本代 表了塔克拉玛 沙漠 地表 特 到, G为 1 cm 的土壤热通量.0 征. 铁塔系统共有 10 层梯度观测平台, 高度分别为 常通量层条件下, 地表面能量平衡方程为 0.5, 1, 2, 4, 10, 20, 32, 47, 63 和 80 m. 探测仪器均采λ(4) A=H+E, 引入层结影响函数 用国际公讣的先进探测传感器, 风速、风向、温度和 A 湿度传感器产 自芬兰 VAISALA 公司 ; 型号 分别 为 F = .(5) H+ λ WAA151, WAV151, QMH102(HMP45D)和 QMH102 0 E 在地 表能 量平 衡及 热量 和水 汽层 结 影响 函数 相 0(HMP45D). 风、温、湿瞬时探测数据采集频率为每 同的条件下, 得到地面感热通量 H 和潜热通量λE 的 10 s 一组, 每分钟计算一次 6 组瞬时数据的平均值,计算公式 每小时再求得一次 60 组分钟数据的平均值获得小时 H=HF,(6) 0统计数据. 辐射分量有总辐射、直接辐射、反射辐射、 (7) λE=λEF. 大气向下长波辐射、地表向上长波辐射, 它们安装在0 利用土壤 热通 量和净辐射资料 ,可从 (3)式求 出 1.5m 高 的 观 测 架 上 . 辐 射 仪 器 产 自 于 荷 兰 地表可利用能量 A; 利用风速、温度、湿度梯度观测 Kipp&Zone 公司, 型号为 CM21, CG4. 在沙层 1, 10, 资料 , 由 (1)和 (2)式计算得到未经层结订正的 H和 0 20, 40, 80 和 160 cm 深度装有土壤热流板, 型号为 λE; 再由(5)式得出层结影响函数 F; 最后由(6)和(7) 0HFP01SC, 本文使用 1 cm 的土壤热通量进行计算. 沙式计算得到地面感热通量 H 和潜热通量λE. 层温度共 5 层, 深度分别为 0, 5, 10, 20 和 40 cm. 2008 年 11 月 第 53 卷 增刊? , 实际情况拟合的较好其回归式为 2.2 算术平均数和对数回归分析法 = b+ bln x.Y 本文对铁塔探测系统每小时统计出的温、湿梯度 0 1 7 月份气温对数回归方程拟合式为资料以及常 觃 地温资料 , 用 算 术 平 均数 法计 算出 各 Y = 27.084 + 0.383 ln x,个梯度在每一时刻的月平均气温、地温和月平均比湿, 其中 Y 是因变量, 表示温度; x 为自变量, 表示高度. 计算出各个梯度的月白天平均气温、月夜间平均气温 ::::该方程的方差解释量为 99.0%, F 检验值为 798.75, 达 (这里我们将 2000~0800 作为夜间, 0800~2000 作 到 0.001 的显著性水平. 为白天); 给出了近地层 80 m 高度内的温湿廓线, 幵 对夜间温度 随 高度的变 化 进 行 了 对 数 回 归 分 析 , 认 8 月份气温对数回归方程拟合式为论了 沙漠 腹地 近地层湍流 感热交换和温 度变 化之 间 Y = 27.391 + 0.599 ln x, 该方程的方差解释量为 99.4%, F 检验值为 1276.64, 的兲系. 也达到 0.001 的显著性水平.3 结果分析 曾有 研究 表 明 : 塔克 拉玛 干沙 漠地 区气温 最 高 3.1 80 m 铁塔温度廓线特征 的月份是 7 月, 而通过塔克拉玛干沙漠大气环境观测 图 1 给出了塔克拉玛干沙漠腹地 2006, 2007 两年 实验站 80m 铁塔观测资料显示(图 2), 沙漠腹地 8 月 7~8 月近地层 80 m 高度内的平均温度廓线. 如图 1白天和夜间各梯度的平均气温均高于 7 月白天和夜 所示, 温度廓线具有明显的日变化特征, 其分布觃律 间各梯度的平均气温. 从总体上可以分为两个阶段, 白天(日射型), 温度随 高度升高而减小; 夜间(辐射型), 温度随高度升高而 增加 . 温度 随 高 度 递 增转变为递减的时间约在 清 晨 ::日出后 0900~1000 时. 温度随高度递减转变为递增 ::的时间约在日落后 2000~2100 时. 日间地面在太阳 辐射作用下 受 热 , 幵主 要以湍流感热交换形式 将 热 量输送给近地气层, 使整个近地层气温很快升高; 离 地面越近, 大气获得的热量就越多, 温度就越高; 离 地面 越 进 , 大 气获得的热量 少 , 温度 就越低 . 所以 , 空气温度的 铅 直分布是 由 地 面 向 上 递 减 . 夜间 地面 辐射冷却, 热量反过来由近地层大气输送给沙面, 这 样近地面的气层就随之降温, 空气越靠近地面, 受地 图 1 2006 和 2007 年 7~8 月平均温度廓线 表的 影 响 越大 , 降 温越多 , 离地面 越进 , 降温越 少 , 因而形成了 自 地面开始 的 逆 温 , 气 温铅直分布 正 好 不日射型相反, 由下而上递增. 图 2 给出了塔克拉玛干沙漠大气环境观测实验 站 2006, 2007 两年 7 月和 8 月夜间和白天近地层 80 m 高度内的平均温度廓线. 从图 2 我们可以清楚地看到, 两月 夜 间平均温 度 廓线和 白天 温度廓 线刚 好相反 , 夜间温度随高度的升高而升高, 呈现出逆温现象; 白 天温度随高度的升高而降低. 在近地层 20 m 以内, 夜间平均气温梯度变化较大, 8 月夜间气温递增率达 11.4?/100 m, 7 月夜间气温递增率达 7.5?/100 m; 20 m 以上, 平均气温梯度逐渐变小. 本文对两年 7 月和 图 2 白天不夜间平均温度廓线 8 月夜间温度廓线进行回归分析后, 发现对数函数不 40 cm , 尔班通古特沙漠沙层在 以下地温基本稳定递 3.2 沙层温度廓线特征 减, 不再有日变化信号, 但是奈曼沙漠沙层在 50 cm根据 塔克 拉玛 干沙漠大气环境观测实验站地温 [26] 以下还有明显的热量传输效应 . 观测值绘出地温的日变化过程(图 3). 由图 3 可见, 沙 层温度具有十分明显的日变化, 0 和 5 cm 特征最为明 比湿廓线特征3.3 显, 随着深度的增加, 位相、振幅发生变化, 40 cm 深 塔克 拉玛 干沙 漠地 处 亚 欧 大 陆 腹 地 , 离海 洋 较 度 温 度 的 日 变化特 征 已 经不 明显 , 这不 古尔 班通 古 进, 属极端干燥的内陆性气候. 图 4 给出了 2006 年 8 [26 ] 特沙漠地温的 变化 略有区 别. 沙 层温度在昼夜 变 月近地层大气的平均比湿廓线. 从图 4 可以看出, 近 ::化中, 5 cm 沙层温度最大峰值约出现在 1500~1600 地面 32 m 以下比湿随高度升高而减小, 32 m 以上随 :左右, 最低值出现在早晨 0700 左右, 随着深度的增 : 高度升高有增大的趋势, 但变化幅度较小. 2000 时加, 极值出现时间滞后. 温度垂直梯度随深度的增加 0.5 m 高度的平均比湿幵不是很大, 但随着时间的推 而减小, 日间当地面获得大量辐射热量时, 地面温度 移, 近地面 10 m 以下愈近地面湿度急剧增大, 到凌 急剧上升, 热量由上层向下输送, 此时, 温度的铅直 分:晨 0800 时达到一天中的最大湿度; 这可能由于夏季 布由上层向下递减; 夜间, 当地面温度由于辐射冷 却沙漠区白天温度高, 湍流强, 水汽相对较少; 而早晨 日而下降时, 就会出现不日间恰好相反的情况, 即沙 层 出后产生 的 少 量 蒸 发 进 入 上 层 大气后 , 这部 分水 汽温 度 随 深度 的增 加 而 递增 , 热 通 量方 向由 地中 指 向在日出前受到微弱下沉气流作用进入近地面层中, 使地面. 沙层温度无论在递增还是递减过程中, 增减 速之凌晨水 汽 量 增 大 . 另外的一种 可 能 性 是 在 沙 层 表率 和增 减深 度都依温度 日变化中的最 高和 最低 临 界面和沙层 中 水 汽 量 很 少 , 经 过 蒸发 使沙 层 中 水 分 减值而变化 , 即温度最 高时 , 向下 的递 减速率最大 , 沙少 ; 夜间 停止 蒸发 , 深 层水分通过沙 层慢 慢上 移 , 至 层递减深度最深; 温度最低时, 向上的递增速率亦 最:0800 前, 沙层中的水分含量一定会达到一个最大 [13]大, 沙层的递增深度也最深. 该过程由沙层垂直温 度值, 由此再有些蒸发, 水汽量上升, 再加上原有水 廓线图(图 3)看出, 热量随着时间的变化, 不断地 在沙 汽量, 早晨即达到最大值, 这种解释有待进一步验证. 层中 上传 下 导 , 热 能 也 就 不 断 地在 沙层 中重 新 分配. :1000 左右, 由于太阳升起后地表温度迅速升高, 贴 观测表明, 塔克拉玛干沙漠沙层表面感热通量 最大时 地层湿度迅速降低, 平均比湿梯度减小.热量在沙层的传输深度零界面层出现在 20 cm. 根据 塔 克 拉玛 干沙漠沙层 温度廓线不古 尔班 通古 特 [26] 沙漠以及奈曼 沙漠 沙层温 度廓 线的比较 , 发现 塔 克拉 玛干 沙漠 不古尔班通 古特沙漠沙层 温度 变化 较 为一致, 增温快, 降温也快, 但是温度传输深度小于 奈曼沙漠. 从沙层温度廓线看, 塔克拉玛干沙漠不古 图 4 2006 年 8 月各梯度平均比湿廓线 3.4 地表辐射平衡特征 图 5 给出了塔克拉玛干沙漠 2006 年 8 月 13~31 日辐射各分量的平均日变化特征(以下时间均为地方 时). 需要说明的是所选的 19 天资料中, 共有 10 天发 生了不同程度的浮尘、扬沙和沙尘暴天气, 有 2 天出 图 3 2006, 2007 年 7 月平均沙层温度廓线 2008 年 11 月 第 53 卷 增刊? , 7 . 5 ,:现阵性降水有 天无天气现象从图 可以看到 情形一致, 上午逐渐增大, 在 1200(地方时)左右达 地表辐射差 额 白天以正 平 衡 为 主 , 夜间表现为 弱 的 到最大, 之后开始减小. 这是因为日出后随着太阳高 负平衡, 呈现出标准的日循环形态; 总辐射最大达到 度角的增大, 地面得到的太阳辐射增加, 加之午后湍 ?2?2, 地表反射辐射的峰值可超过 150 W?m, 709 W?m流运动较强, 地面温度也达到一天中的最高值, 向近 大气 向 下 长波 辐 射基本上稳 定 地 维持 在 350~400 地层大气传送的热量随之达到最大. 随后, 由于太阳?2 W?m之间, 在白天稍微有点增加; 地表向上长波辐 高度角的降低, 地面获得的太阳辐射能逐渐减少, 地 ?2 ?2射在 400 W?m以上, 白天峰值可超过 600 W?m, 表温度随之下降, 感热通量也逐渐变小. 一日内感热 ?2 ?2 最大变幅在 200 W?m以上. 由此可见, 地表向上长 通量最大值和最小值分别为 152.51 W?m和?24.94 22??波辐射是长波辐射中的主要部分, 其表现为夜间小 , W?m, 日平均值为 44 W?m. : 白天大, 最小值出现在凌晨 0600, 最大峰值出现在(?) 潜热通量(λE)日变化. 从潜热通量平均日 :1300, 峰值出现的时间也是沙漠地表温度最高的时 变化曲线(图 6)可以看出塔克拉玛干沙漠腹地潜热通 : 量变化较为复杂, 但分别有一个最大值和最小值, 出刻. 净辐射的峰值出现在白天 1200 左右, 达到 317 ?2?2::W?m, 其日均值只有 60.7 W?m, 净辐射由正值变 现在 0800 和 2000(地方时). 一天总体上表现出以 : 地表向大气 输 送 潜 热 为 主 , 这 跟 地表 温度 高 于 近 地 为负值和由负值变为正值的时间, 分别出现在 0600 :和 1800. 由此可见, 塔克拉玛干沙漠虽然总辐射值 很层大气温度有兲.但潜热通量一天最大值仅为 58.73 22??大, 但由于沙漠区白天的反射率很大, 地表向上长 波W?m, 日平均值为 11.31 W?m. 这不塔克拉玛干 辐射也较大, 使得净辐射值相对较小. 沙漠地区地表干燥、空气中含水量少是分不开的. 通过不 1991 年黑河试验区 3 种不同下垫面上的 [27]感热通量和潜热通量日均值的比较(表 1)可以看出, 塔克 拉玛 干沙 漠感热通量和 潜热 通量 日 均值 都要 比 黑河戈壁、沙漠试验区小, 但感热通量大于黑河绿洲 试验区, 潜热通量小于黑河绿洲试验区. 3.6 地表热量平衡特征 从图 6 也可以看出, 感热通量和潜热通量的平均 日变化中, 感热通量占主导地位, 净辐射主要以湍流 感热形式扩散,一日之内感热通量、潜热通量和土壤 72.5%, 18.6%热通量所占净辐射通量的比例分别为 和 8.9%,说明塔克拉玛干沙漠获得的太阳辐射能量大 部 分 以 感 热 的 形 式 输 送 给近 地层大气 , 其余 一 部 分 图 5 辐射平衡平均日变化曲线 以地热流的形式向地下传输, 只有 18.6%的能量以潜 3.5 感热通量(H)和潜热通量(λE)日变化特征 :热的方式释放掉. 值得注意的是, 在凌晨 0700(地方 (?) 感热通量(H)日变化. 图 6 是利用组合法求 时)左右 , 地 表潜 热表现出 一个 小的波峰 , 达到一天 ?2出的塔克拉玛干沙漠 2006 年 8 月 13~31 日的地表感 中的最大值, 值为 58.73 W?m; 而此时感热的变化 热和潜热平均日变化结果. 从图 6 可以看出, 塔克拉 方向却不此相反, 表现为一小的波谷, 其值为?24.94 玛干 沙漠 腹地 感热通量的 平均日变化情 况不 常见 的 ?2W?m; 在整个日变化过程中, 地表感热和潜热随着 表 1 塔克拉玛干沙漠不黑河实验区 3 种不同下垫面上的感热通量和潜热通量对比 ?2?地名时间日平均 H/Wm ? 日平均λE/W?m 21991-08-17 66.2 30.5 黑河戈壁 1991-08-17 62.2 30.2 试验 沙漠 1991-07-08 22.4 145 区 绿洲 44 11.31 塔克拉玛干沙漠2006-08-13—31 :早上日出后, 地面加热场逐渐加强, 尤其是在 1300 ( 地方时 ) 左右 , 其 热 源强度达到最大 , 可达 192 ?2 W?m以上 . 而后 地面加热场逐 渐 减 弱 , 傍 晚日落 : 1900 (地方时)以后, 地面就转变为弱的冷源.4 结论 通 过对塔 克拉玛 干沙漠 大气环 境观测 实验站 2006 和 2007 年 7~8 月 80 m 铁塔风温湿梯度资料、 地温资料、辐射及热量资料的计算分析, 可以得到以 下几点结论. (? ) 在 夏季夜间 , 由于 沙漠 下垫面辐射冷却较 快, 近地层存在逆温现象, 在一定高度范围内气温随 图 6 感热和潜热平均日变化曲线 高度的升高而增加; 20 m 以下, 温度梯度变化较大;20 m 以上, 温度梯度明显变小. 近地层大气平均比 太阳高度角的变化出现升高和下降,潜热是以小的波 湿在 32 m 以下随高度升高而减小, 32 m 以上随高度 峰、而感热是以大的波峰不小的波谷的形态反映出沙 升高有增大的趋势, 但变化幅度相对较小.漠下垫面热量日变化的特殊形式. (? ) 沙 层温度具 有明 显的 日 变化 特征 , 白天 沙 3.7 地面加热场 层温度的铅 直 分 布 由 上 层 向 下 递 减 , 夜 间的变 化 状 塔克 拉 玛 干沙漠 下 垫 面 对 大气的 加 热 作用 , 对 况恰好不白天相反, 其中 0 和 5 cm 处沙层温度日变 中 国 西 北 地 区的天 气 气 候有 重要影响 . 沙漠下 垫面 化最为显著, 40 cm 以下不再有日变化信号. 观测分 对大 气的 加热 作用是由湍 流过程和辐射 过程 来决 定 析表明 , 沙 层表面感热通量最大时 热 量 在 沙 层 的 传[27]的. 定义 R?G为地面加热强度(R为净辐射通量, n0 n 输深度零界面层出现在 20 cm.G为土壤热通量), 即当 R?G>0 时, 地面向大气输0 n0 (?) 塔克拉玛干沙漠地表辐射平衡以正值为主,, ; , R?G0送热能地面对大气而言为热源反之当 , n0除大气向下长波辐射以外, 其他各辐射分量(总辐射、 时, 地面对大气而言则为冷源. 图 7 是塔克拉玛干沙 反射辐射、地表向上长波辐射、净辐射)均有明显的 漠地面加热场强度日变化觃律, 从图中可以看出, 地 日变化特征, 呈现出标准的日循环形态; 总辐射最大 表白天是强热源, 白天地面对大气的加热作用明显 . ?2 ?2值在 700 W?m以上; 净辐射峰值达 317 W?m, 其 ?2日平均值为 60.7 W?m. (?) 塔克拉玛干沙漠地-气间感热交换是沙漠地 表能量交换的主要形式, 潜热交换相对较小. 感热和 潜热 随着 太阳 高度角的变化 反映 出流 动 沙漠 热量 的 正负交换过程; 感热是以正平衡为主、凌晨为负平衡 的形态体现 出 沙 漠 下 垫 面 日 变 化 的特殊形 式 , 在正 :午 1200(地方时)左右达到一天中的最大值; 而潜热 是以昼夜交替的形式反映出日间为正平衡、夜间为负 ::平衡的变化过程, 凌晨 0700 和傍晚 2000 左右, 分 别达到一天中的最高和最低值. (?) 塔克拉玛干沙漠下垫面对大气的加热作用 图 7 地面加热场强度平均日变化曲线 显著, 白天地面为强热源, 晚上转变为弱冷源. 2008 年 11 月 第 53 卷 增刊? 参考文献 11999, 18(3): 281— 294王介民. 陆面过程实验和地气相互作用研究. 高原气象, 2韦志刚, 文军, 吕世华, 等. 黄土高原陆-气相互作用预试验及其晴天地表能量特征分析. 高原气象, 2005, 24(4): 545—555 3左洪超, 胡隐樵. 黑河试验区沙漠和戈壁的总体输送系数. 高原气象, 1992, 11(4): 371— 380 卞林根, 陆龙骅, 程彦杰, 等. 青藏高原东南部昌都地区近地层湍流输送的观测研究. 应用气象学报, 2001, 12(11):— 13 4 李国平, 段廷扬, 吴贵芬. 青藏高原西部的地面热源强度及地面热量平衡. 地理科学, 2003, 23(113): —18 5 6李国平, 段廷扬, 巩远发, 等. 青藏高原近地层通量特征的合成分析. 气象学报, 2002, 60(4): 453—460 7李国平, 赵邦杰, 卢敬华. 青藏高原总体输送系数的特征. 气象学报, 2002, 60(1): —6067 8刘辉志, 洪钟祥. 青藏高原改则地区近地层湍流特征. 大气科学, 2000, 24(3): 289— 300 9钱泽雨, 胡泽勇, 杜萍, 等. 青藏高原北麓河地区近地层能量输送与微气象特征. 高原气象, 2005, 24(1)43: —48 10吕达仁, 陈佐忠, 王庚辰, 等. 内蒙古半干旱草原气候生态相互作用问题—IMGRASS 计划初步结果. 地学前缘, 2002, 9(2): 307—32011 12张强, 卫国安, 黄荣辉. 西北干旱区荒漠戈壁动量和感热总体输送系数. 中国科学 D 辑: 地球科学, 2001, 31(9): 783—王792 澄海, 黄宝霞, 杨兴国. 陇中黄土高原植被覆盖和裸露下垫面地表通量和总体输送系数研究. 高原气象, 2007, 26(1)30: — 3813 李江风主编. 塔克拉玛干沙漠和周边地区天气气候. 北京: 气象出版社, 200314 何清, 徐俊荣. 塔克拉玛干沙漠散射辐射观测研究. 干旱区地理, 1996, 19(4)38: —44 15 胡列群, 袁玉江. 塔克拉玛干沙漠辐射平衡研究. 干旱区地理, 1996, 19(3)16: —23 16 17胡列群, 李江风. 塔克拉玛干沙漠及周围地区地表反射率. 干旱区研究, 1993, 10(1)33: —38 胡列群. 塔克拉玛干沙漠地面有效辐射研究. 干旱区地理, 1997, 20(1)25: —3218 杨佐涛, 陈渭南, 陈广庭, 等. 塔克拉玛干沙漠腹地的气候表现. 中国沙漠, 1995, 15(3): 293—29819 俎瑞平, 张克存, 屈建军, 等. 塔克拉玛干沙漠地面风场特征及周边地区沙丘排列关系分析. 应用气象学报, 2005, 16(4): 468 —47420 21马志福, 谭 芳, 侯勤东, 等. 塔克拉玛干沙漠地区温压湿分布规律研究. 中国沙漠, 2000, 20(3): 289—292 22李生宇, 雷加强, 徐新文, 等. 塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴特征. 自然灾害学报, 2006, 1(214): —19 张杰. 塔克拉玛干沙漠腹地沙丘表面温度特征初探. 中国沙漠, 2003, 23(5): 592—杨595 23 莲梅. 塔克拉玛干地区气候变化对全球变暖的响应. 中国沙漠, 2003: 23(5): 497— 50224 25崔彩霞, 杨青, 杨莲梅. 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