干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 我国干旱半干旱地区陆面特征及风沙边界层结构研究

Arid

	我国干旱半干旱地区陆面特征及风沙边界层结构研究
	岳平; 王若安; 杨金虎; 邓祖琴; 代德彬; 刘晓云; 庞成; 张良; 田庆明
完成单位	甘肃省张掖市气象局
登记(发布)日期	2014
中文摘要	1.揭示了半干旱草地生长季主要干湿时段陆面水、热过程的差异及环境因子的影响规律：干湿时段陆面温、湿特征变化非常明显,陆面水、热过程的差异突出;湿润时段,浅层土壤存在陆面水、热交换趋势转变的临界点(16℃、0.21m3m-3)。干旱时段,饱和水汽压差小于临界值(0.7)时,H/Rn随饱和水汽压差的增大而增大,LE/Rn随饱和水汽压差的增大而减小;饱和水汽压差大于该临界值,H/Rn和LE/Rn均趋于常数;湿润时段,H/Rn随饱和水汽压差的增大而增大,LE/Rn随饱和水汽压差的增大而减小。陆面水热交换临界值的确定,为干旱气候事件监测预测提供了重要依据。 2.研究了云和降水对辐射收支的影响及土壤热量储存、垂直感热平流对能量闭合度的贡献：定量分析了云和降水扰动对黄土高原半干旱草地辐射收支的影响,揭示了陇中黄土高原典型沟壑区地表辐射收支及能量分配的气候规律。分析了地表至土壤热通量板之间的土壤热量储存和垂直平流的感热输送对黄土高原半干旱草地地表能量平衡的贡献。为更好地理解半干旱地区非均匀下垫面地气间的能量交换过程提供了参考指标。 3.确定了湍流强度及其相似性函数：从流体湍流发展的宏观机制是速度剪切效应和温度剪切效应共同作用的结果出发,利用近地层通量观测资料,得到了不同稳定度条件的湍流强度的相似性函数,建立了湍流强度与速度梯度和温度梯度之间的关系,解决了传统的大气湍流理论无法利用平均资料计算速度方差的问题,极大地发展了湍流理论。 4.建立了总体输送系数与近地层风速的关系：分析了水平风速影响总体输送系数的物理机制,建立了动量和感热总体输送系数与近地层全风速、不同稳定度条件下的非线性关系。拓展了此前国际上主要针对自由对流状态、低风速条件下动量总体输送系数与近地层风速之间关系探讨的最新研究,对其作用规律有了全新认识。 5.检验了非均匀下垫面M-O相似性理论的适用性,揭示了非均匀下垫面湍流动能的产生机制：基于野外观测试验数据,在对大气层结稳定度、风向和风速分类的基础上分析了湍流强度,检验了M-O相似性理论在非均匀下垫面的适应性;建立了湍流动能与大气稳定度的相似性函数,并分析了不同稳定度条件下机械剪切效应和浮力作用对湍流动能的贡献,为改进干旱半干旱地区气候模式中近地层能量交换提供了重要的参数化方案。 6.认识了风沙边界层结构,确定了起沙风速和摩擦速度阈值：利用热机自然对流理论研究沙尘暴内部热力动力结构,特别是对其内部中小尺度强对流系统的分析,认识了沙尘暴强度变化和形成机理;揭示了我国西北沙尘源区太阳辐射触发的热对流是影响沙漠地区沙尘气溶胶最主要因子,沙尘气溶胶进入大气中也会对太阳辐射产生重大的影响。结果对进一步认识沙尘气溶胶的气候强迫效应提供了重要的观测依据。
中文关键词	风速 ; 特征 ; 风沙 ; 干旱半干旱地区 ; 边界层
成果类型	基础理论
中图法分类号	P421.3
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001586528
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243401
推荐引用方式 GB/T 7714	岳平,王若安,杨金虎,等. 我国干旱半干旱地区陆面特征及风沙边界层结构研究[Z]. 基础理论,2014.