湍流低频贡献对半干旱区地表能量平衡的影响-中国干旱气象网.PDF

第３１卷　第１期 干　旱　气　象 Ｖｏｌ．３１　Ｎｏ．１ ２０１３年３月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ Ｍａｒｃｈ，２０１３ 赵建华，金文岩，刘宏谊，等．湍流低频贡献对半干旱区地表能量平衡的影响［Ｊ］．干旱气象，２０１３，３１（１）：１－９．ｄｏｉ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－ ７６３９（２０１３）－０１－０００１ 湍流低频贡献对半干旱区地表能量平衡的影响 １ ２ ３ １ 赵建华 ，金文岩 ，刘宏谊 ，王　胜 （１．甘肃省（中国气象局）干旱气候变化与减灾重点（开放）实验室，中国气象局兰州干旱气象研究所， 甘肃　兰州　７３００２０；２．辽宁省普兰店市气象局，辽宁　普兰店　１１６２００；３．甘肃省气象局，甘肃　兰州　７３００２０） 摘　要：利用中国气象局兰州干旱气象研究所定西干旱气象与生态环境试验基地的陆面过程观测资 料，通过Ｆｉｎｎｉｇａｎ等提出的获取湍流低频贡献的总块平均方法研究了低频部分对地表能量不平衡的 影响。结果发现：（１）感热和潜热的低频部分较小，对感热的贡献在－１％～１１％之间，对潜热的贡献 在－７．３％～０．３％之间，对感热与潜热和的贡献在－１．４％～０．７％之间；（２）低频部分对感热和潜热 的贡献随平均周期呈现先增后减的变化趋势；（３）不计低频部分时，地表能量的闭合度在晴天、阴天 和阴晴混合天分别为０．９３、０．７６和０．８７；（４）计入低频部分时，闭合度在晴天、阴天和混合天分别提 高到０．９８、０．８６和０．９３，提高了５％～１０％；（５）阴天低频部分对闭合度的贡献随平均周期的加长而 加大，晴天则增至１．５ｈ后开始递减，混合天增至１．５ｈ后保持定值。所以，低频贡献可以显著提高地 表能量闭合度。但是考虑低频贡献后，仍存在２％～１４％的欠闭合度，地表能量平衡问题还有未知的 原因存在。 关键词：地表能量平衡；湍流低频贡献；闭合度；总块平均 文章编号：１００６－７６３９（２０１３）－０１－０００１－０９　ｄｏｉ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７６３９（２０１３）－０１－０００１ 中图分类号：Ｐ４２２．４　　　　　　　文献标识码：Ａ 引　言 从裸土到森林，ＳＥＢ闭合问题在所有类型的地 ［９］ 表都被发现 。起初学界认为是涡动相关法导致 陆面过程是气候系统的重要环节，对大气和气候 ［９］ 了ＳＥＢ问题 ，后来在 １９８０年代末发现辐射观测 ［１］ 有显著影响 。陆面过程研究中的地表能量平衡 也有问题，接着在１９９０年代初期认为冠层和土壤中 （ＳＥＢ）又是地—气之间的水热交换的重要约束机制。 的热储也是ＳＥＢ不闭合的重要原因，１９９０年代末， 它对以该平衡过程构建陆面过程的气候模式的预报 ［１２］ Ｐａｎｉｎ等 认为周围区域的非均匀性也会造成湍流 精度和利用卫星资料反演陆面蒸散发的估算精度具 ［１３］ ［２］ 通量的低估，并提出了修正方法。胡隐