盘锦芦苇湿地水热通量计算方法的比较研究-全球变化与陆地生态系统.PDF

第 22 卷 第 4 期 气 象 与 环 境 学 报 Vol 22 No 4 2006 年 8 月 　 　　　　　 　　　　　August 2006 J OURNAL OF METEOROLO GY AND ENV IRONMEN T 盘锦芦苇湿地水热通量计算方法的比较研究 1 ,2 1 ,3 3 3 何奇瑾 　周广胜 　周莉 　王云龙 ( 1 中国气象局沈阳大气环境研究所 ,沈阳 　110016 ; 2 中国气象科学研究院 ,北京 　100081 ; 3 中国科学院植物研究所植被数量生态学重点实验室 ,北京 　100093) 　　摘 　要 :利用 2005 年 7 月盘锦芦苇湿地生长旺季的小气候梯度系统 30 min 观测资料和开放式涡动相关系统 10Hz 原始观 测资料 , 比较并分析了廓线法、波文比能量平衡法与涡动相关法计算的芦苇湿地生态系统水热通量。结果表明:廓线法与波文 比能量平衡法计算的芦苇湿地生态系统水热通量与涡动相关法得到的芦苇湿地生态系统水热通量具有较好的相关性,但是涡 动相关法存在能量不平衡。分析盘锦芦苇湿地生态系统水热通量的日变化发现 ,能量平衡各分量基本上以正午为中心 ,呈倒 “U ”型分布。用波文比法计算得到的芦苇湿地生态系统日感热通量最大值为 16425 W ·m - 2 , 日潜热通量最大值为294 18 W · m - 2 。降雨之后 ,芦苇湿地生态系统水热通量都有所增加 ,尤其是潜热通量增加显著 ,且峰值出现时间提前。 关键词 :芦苇 ;湿地 ;微气象 ;水热通量 ;廓线法 ;波文比能量平衡法 ;涡动相关法 　　陆 —气之间物质与能量交换是表征地面与大气 北方森林生态系统或草地生态系统的研究 ,尽管湿 之间相互作用强弱的重要参量 ,也是影响大气运动 地在陆地生态系统的物质与能量循环中具有重要作 的重要因子。它们的时空变化在某种程度上决定着 用 ,储藏在不同类型湿地中的碳约占地球陆地碳总 水文乃至气候环境的变化 ,进而影响到人类社会的 量的 15 %[2 ] ,但是着眼于湿地生态系统通量的长期 经济活动及其可持续发展。潜热通量与感热通量是 监测很少[3 - 4 ] 。长期以来 , 国内外关于湿地生态系 陆—气传输过程中的 2 个重要成分 , 国际地圈 —生 统通量的研究也不够深入。为此 ,深入了解湿地通 ( ) 物圈计划 IGBP 核心项目“水循环的生物圈方面 量传输的过程与机理将有助于增进对陆 —气通量交 (Biospheric Aspects of Hydrological Cycle ,BAHC) ”的 换的理解。本文旨在利用 2005 年盘锦芦苇湿地7 月 重要研究内容之一就是研究地表与大气之间水分及 芦苇生长旺季的小气候梯度系统 30 min 观测资料 ( 热量的传输过程 , 即土壤 —植被 —大气传输 Soil - 和开放式涡动相关系统 10 Hz 原始观测资料 , 比较 Vegetation - Atmosphere Transfer , SVA T) 。潜热通 分析廓线法、波文比能量平衡法与涡动相关法计算 量与感热通量作为下垫面热量平衡方程的重要分 的芦苇湿地生态系统水热通量 , 以寻找盘锦芦苇湿 量 ,它们不仅是气象学、边界层气象学和大气物理学 地陆 —气通量计算方法 ,增进对湿地生态系统水热 研究的重点 ,而且越来越受到生态学和植物生理学 通量交换及其过程的理解。 以及水文学界的关注。当前,有关地表水热通量的