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Title: 青藏高原山谷地区近地层气象特征及能量平衡研究
Author: 王永杰
Issued Date: 2011-05-01
Supervisor: 马耀明
Major: 自然地理学
Degree Grantor: 中国科学院研究生院
Place of Degree Grantor: 北京
Degree Level: 博士
Keyword: 青藏高原 ; 山谷地区 ; 陆气相互作用 ; 能量平衡
Abstract:

青藏高原对亚洲季风、全球大气环流及全球气候变化均有巨大的影响,是我国及东亚地区一些重要天气系统产生源地。青藏高原对大气的热力和动力效应都是通过高原近地层与边界层逐渐影响到自由大气,因此对青藏高原大气边界层地气相互作用观测研究一直是热点。山脉占据了高原周边及高原面上相当大的区域,因此人们对高原大气边界层的研究,不能忽略山谷地区。山谷地区地形起伏大、下垫面不均一,局地环流十分复杂,所以合理分析、解释、应用山谷地区边界层气象观测数据十分重要。

本文利用中国科学院藏东南高山环境综合观测研究站2007-2008边界层(PBL)气象塔梯度观测数据和湍流观测数据结合珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站大气边界层观测数据,分析计算了对青藏高原山谷地区近地层参数的季节变化和陆气相互作用及湍流通量的季节变化特征,得到一些具有参考意义的结果,主要结论如下:

1)              对不同的观测数据和资料控制进行了数据整理处理,并把涡动相关法和梯度观测结果进行了对比,表明藏东南涡动相关系统观测结果可靠。

2)              分析了藏东南山谷中的常规气象要素变化特征。由于处于高山峡谷之中,藏东南站风速风向日变化主要受山谷风控制,而且局地环流和珠峰站局地环流有明显差异。

3)              通过对藏东南站不同深度土壤温度变化规律分析,对原振幅法进行了改进,新振幅法的精度有明显提高,应用时间范围更广。谐波法计算土壤热扩散率,不论谐波次数,其基波的振幅相对稳定。因此可以仅用基波法去拟合,根据不同深度振幅变化球土壤热扩散率。用不同方法分别计算藏东南站不同深度的土壤热扩散率,对比了各种方法的结果,分析了可能产生误差的原因。

4)              利用藏东南站通量及土壤的观测资料,分析了近地表能量通量特征及变化规律。通过通量的季节变化和日变化分析,可以发现藏东南地区季风爆发的时间,并将其分为旱季和雨季。结果显示,藏东站雨季地表对大气的热量传输以潜热为主,旱季以感热为主,季节变化明显。

5)              通过平衡闭合OLS线性回归斜率和能量平衡比率EBR两种方法,分别计算了藏东南站的能量闭合率,取得以下结果:藏东南站山谷风等局地环流影响较大,涡动相关系统测到的能量平衡闭合率明显偏低。总体EBROLS结果要好,闭合率差异的原因在存储项的不确定性。OLS受土壤浅层和植被冠层热量日存储变化影响,表现为季节变化明显。而根据存储项每天存储和释放能量基本相等的特点,能量平衡比率EBR按天位周期进行月平均计算能有效排除土壤浅层和植被冠层热量存储的主要影响。

6)              热通量板上土壤及植被冠层的热量存储项被低估或忽略,可以导致OLS值显示的能量闭合率偏低与日变化中(H+LE)项相位晚于(Rn-G0)项,使EBR在一天的变化中上午高,下午低,早晨和傍晚出现超过1和负数值的情况。这一现象可以作为判断土壤浅层和植被冠层热量存储被低估的依据,并可用来校正地表热通量的计算。

Language: 中文
Content Type: 学位论文
URI: http://ir.itpcas.ac.cn/handle/131C11/1617
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王永杰.青藏高原山谷地区近地层气象特征及能量平衡研究[博士].北京.中国科学院研究生院.2011
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