WRF模式对金塔绿洲-戈壁辐射收支的模拟研究

利用WRF中尺度气象模式结合卫星反演的下垫面土地利用/植被类型资料对夏季金塔绿洲辐射和能量传输过程进行模拟,并用2008年"绿洲系统非均匀下垫面能量水分交换和边界层过程观测与理论研究"加强期外场试验所取得观测资料进行验证。结果表明:晴天状况下WRF模式能较好地模拟出辐射各分量和热流密度的变化,阴天和雨天次之;向下长波辐射以外的各辐射分量观测值与模拟值的相关性很好,相关系数都在0.9以上,均方根偏差在86.6W.m-2以下,平均绝对误差都在24%以下;绿洲能量传输主要为潜热输送,戈壁为感热输送;绿洲潜热、感热和地表热流密度分别占净全辐射的87.1%、9.1%和11.1%,研究结果可为合理配置绿洲太阳辐射资源提供参考。     

金塔绿洲不同下垫面辐射特征对比分析

利用2005年在甘肃省金塔绿洲开展的“绿洲系统能量与水分循环过程观测试验”所取得的资料,系统的分析了夏季晴天金塔地区不同下垫面的辐射收支特征,结果表明:地表反照率呈“U”型分布,戈壁的最大,日平均为0.23,依次为沙漠点0.2、绿洲点0.19、临近沙漠的绿洲点0.18。4个观测站的太阳总辐射基本相近,在观测期内未出现超太阳常数的现象。向下和反射的短波辐射具有相同的日变化规律。4站大气逆辐射全天约在300~400W/m2之间。绿洲的地面向上的长波辐射强度小,日变化也不明显,白天略大于夜间;戈壁和沙漠的向上长波辐射强度较大,日变化较明显,其峰值远大于绿洲和临近沙漠的绿洲上的。绿州地表放射的净长波辐射与短波吸收辐射之比分别为25%和33%,远小于沙漠和戈壁地区的比值57%、60%,仅为沙漠和戈壁地区的比值的50%左右。在辐射平衡中地表长波贡献最大,大气逆辐射次之,总辐射第三,净辐射第四,反射辐射最小。绿洲上的净辐射可达总辐射的一半以上,而戈壁和沙漠上则仅略大于30%。     

夏季晴天不同土壤湿度条件的绿洲辐射特征

利用2005年在甘肃省金塔绿洲开展的"绿洲系统能量与水分循环过程观测试验"所取得的资料,分析了夏季晴天金塔绿洲不同土壤湿度条件下的辐射收支特征。结果表明:向下短波辐射不受土壤湿度的影响;当植被处于同一生长期,土壤湿度越大,向上的辐射就越小,净辐射就越大;当空气中的水汽含量相差不大时,土壤较湿润则大气逆辐射白天较小,夜晚较大。但当水汽含量差别较大时,水汽含水量起主要影响作用,空气越湿润,大气逆辐射越小。     

黑河中游金塔地区地表净短波辐射及净全辐射卫星遥感研究

使用Landsat-5 TM数据推算金塔地区地表反射比、地表温度、地表净短波辐射及净全辐射。将反演值与观测值进行对比,结果表明:地表温度、地表反射比、地表净短波辐射、净全辐射反演相对误差分别小于6%、17%、12%、3%。结果基本可信,其频率分布也基本反应了当地各参量的实际分布情况。     

金塔绿洲不同下垫面土壤热状况对比分析

利用"绿洲系统能量与水分循环过程观测试验"2005年夏季补充观测资料,从地表反照率、土壤温度梯度、土壤热通量、土壤导热率等方面对比分析了绿洲、戈壁、沙漠的土壤热状况特征.结果表明:夏季晴天条件下,①戈壁、沙漠、绿洲的日平均反照率为0.230、0.212、0.196;②土壤温度梯度和地表净辐射有很好的线性关系,且通过0.01置信度检验;③5cm和20cm土壤热通量呈同位相变化;④戈壁、沙漠和绿洲5cm土壤导热率分别为0.1930.317、0.374 W·(m·K)-1.     

戈壁大型光伏电站夏季晴天地表通量特征

利用2019年夏季晴天新疆五家渠戈壁与光伏电站混合下垫面的观测数据,分析该下垫面的地表辐射和能量收支特征.结果显示:向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射、向上长波辐射、净辐射的日积分值分别为27.82、3.93、32.31、41.22、14.97 MJ/m2.地表反照率加权平均值为0.14.白天净辐射主要以感热的形...     

高炉能量平衡和熥平衡分析

利用黑、白箱模型分析法,对某300m3高炉进行了以实测数据为依据的分析,并对高炉能量平衡和平衡进行了对比分析,指出了高炉的节能方向和途径．     

土壤温度变化在绿洲及沙漠近地层能量平衡中的作用分析

利用2005年夏季在金塔绿洲附近获得的沙漠和绿洲中心点的湍流、辐射等观测资料,分析了这一时段内各观测点的主要能通量变化规律。结果表明,在沙漠点分析能量闭合时必须考虑土壤热储的作用。而在绿洲中心点,虽然从平均日变化上也可看到与浅层土壤热储较为一致的不平衡能量项,但二者在8:00～11:00间存在显著差异。分析指出此时的土壤增温可能是由于深层土壤中的水蒸气向上移动进入到浅层土壤并凝结放热造成的。     

反照率参数化改进对裸土地表能量和热过程模拟的影响

在陆面过程模式BATS中引入考虑太阳天顶角变化的裸土反照率参数化以改善沙漠、戈壁地表的辐射和热状况模拟,并与观测资料进行了对比。结果表明,各方案不同程度地改善了BATS反照率模拟过高和缺乏日变化等偏差,其中Wang等改进的BRDF和B方案分别使BATS在戈壁地表由-67.75 W·m-2的负偏差缩减到-0.59和0.22W·m-2,感热通量的负偏差缩小了一半,地表温度较大的负偏差控制在1K之内。研究结果肯定了太阳天顶角对裸土反照率计算的重要作用,认为上述方案适用于裸土地表。     

福建省太阳总辐射和地面辐射平衡的分布

首先利用福州市的辐射观测资料，建立计算太阳总辐射的经验公式，并计算福建省各市、县的太阳总辐射的年、月平均辐照度。然后利用地区代表站的地面反射率，求得福建省各月、年地面所吸收的太阳辐射能的分布。再利用地面温度、气温、水汽压和总云量，计算得出福建省各地的地面有效辐射的月、年平均辐照度。最后得出福建省各月、年地面辐射平衡的分布。     

青藏高原土壤冻融对地表辐射特征的影响分析

利用黄河源区气候与环境综合观测研究站.2006年10月1日～2007年4月30日的辐射和5cm土壤温度和湿度资料研究了土壤冻融对地表辐射特征的影响,结果表明:土壤冻结降低了土壤中的液态水含量,致使冻结阶段地表反照率大于冻结前的值,也大于土壤融化后的值;受总辐射和地表反照率共同作用,整个冻融过程中反射辐射可区分为两个比较明显的阶段;土壤冻结减缓了地表温度降低的速率,相应地减缓了地表长波辐射和大气逆辐射降低的速率;整个冻融过程中净辐射变化与总辐射的变化比较相近,在冻结阶段,地表反照率大于冻结前的值,也大于融化后的值,因此冻结阶段的净辐射值也更小一些。     

藏北高原典型草甸下垫面与HEIFE沙漠区辐射平衡气候学特征对比分析

利用中日合作“全球能量与水分平衡试验一青藏高原季风试验(GAME—Tibet)”和中日合作“黑河地区地一气相互作用野外观测实验研究(HEIFE)”IOP、FOP资料,计算分析了藏北高原典型草甸下垫面安多站和HEIFE沙漠站的辐射平衡各相关特征量时频变化的气候学特征。结果表明：无论是高原安多站还是黑河沙漠站,夏季均出现超太阳常数现象(只是安多更为明显);总辐射、大气逆辐射、地表长波辐射、地表有效辐射和地表辐射平衡等的日变化(晴天)无论是安多站还是沙漠站均表现为早晚出现最小值而正午附近(地方时)达到最大值,而地表反照率的日变化(晴天)相反表现为早晚大而正午附近小的规律;上述各分量均表现有程度不等的季节变化规律：总辐射、大气逆辐射、地表长波辐射和地表辐射平衡均表现为夏半年增大达到最大值百而冬半年降低量出现最小值;另外,大气长波辐射、地表有效辐射和地表反照率在沙漠站的年际变化的振幅较安多站更为显著和有规律。     

藏北高原太阳辐射能收支的季节变化

利用藏北高原五道梁所获取的一年地面辐射观测资料，计算分析了该地区２６个睛天个例的辐射收支特征。结果表明，该地区大气透明度高，太阳直接辐射和总辐射强，太阳总辐射３月的增和１０月的锐减造成地面加热场强度的突变，影响高原行星边界层内平均气系统的季节性能转换，地表反射率的季节变化明显，夏季地表反射率为０．１９－０．２５，冬季则高达０．３０－０．３４；太阳紫外总辐射较平原地区强，夏半年紫外总辐射与太阳总辐射