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%。     

利用我国气象卫星遥感资料估算黄河源区净辐射辐照度的研究

以黄河源区为研究区域,利用我国静止气象卫星(FY-2D)及极轨气象卫星(FY-3A)资料,估算黄河源区一天中不同时刻的净辐射辐照度的空间分布。在晴天条件下,利用计算的向下太阳辐射照度,结合卫星遥感资料估算的地表反照率,得出地表太阳辐射收支。利用卫星遥感估算地表发射率和地表温度资料,结合地面观测站的气象观测资料,得到大气向下的长波辐射和地面向上的长波辐射值。在阴天条件下,借助FY-2D云顶的反照率资料,根据太阳辐射在大气中的衰减过程,推求透射比系数,进而得出阴天条件下地表净短波辐射照度。     

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.     

黄河源区高寒湿地近地面辐射收支特征初步分析

利用2014年6月1日～2015年5月15日黄河源区麻多陆面过程观测试验近地面辐射收支观测资料,分析高寒湿地下垫面辐射收支和反射率的时间变化特征。结果表明:黄河源区高寒湿地向下太阳短波辐射、地面向上短波辐射和地面向上长波辐射有明显日变化特征,大气向下长波辐射的日变化不明显。年平均日总量,地面长波向上辐射(26.784 MJ/m~2)最大,大气长波向下辐射次之(20.390 MJ/m~2),其次是向下太阳短波辐射(17.539 MJ/m~2),地面向上短波辐射(3.888 MJ/m~2)最小。以上各分量均为冬季最小,前2个分量春季最大,后2个分量夏季最大。典型晴天地表反射率日变化和季节变化特征均为"U"形,全年平均地表反射率为0.18。地面长波有效辐射日变化趋势明显,春季、秋季和冬季地面长波有效辐射日平均相差不大,而夏季略小。不同季节日间地表吸热值较大,数值差异也较大,而夜间放热值小且数值差异小,但维持时间较长(12～15 h),总的来说该地区为一个强热源。     

金塔绿洲的辐射平衡特征和地表能量研究

利用2005年5月23日~7月8日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实验"所取得的资料,分析了金塔绿洲不同天气条件的辐射平衡、地表能量收支和土壤温度的日变化规律,并将研究时段内各量的平均值与晴天进行了对比.结果表明:不同天气条件下,辐射平衡和地表能量平衡各分量昼间变化差别较大,夜间也存在一定的差异;土壤温度随净辐射能的变化而变化,随着深度的增加,土壤温度受太阳辐射的影响变小;观测期间辐射平衡、地表能量和土壤温度平均的变化形态与晴天比较接近,云和降水的扰动削弱了除潜热通量外的其它量.     

夏季巴丹吉林沙漠辐射特征的模拟研究

利用WRF(The Advanced Research Weather Research and Forecasting)模式3.3版本,检验其对巴丹吉林沙漠地区辐射特征的模拟能力,并通过模拟结果选取适于沙漠下垫面辐射特征模拟的最优参数化方案组合。通过连续9d(2009年8月11~19日)不同天气条件下的数值模拟,分别选取4种向下短波、4种向下长波辐射辐射方案及4种陆面过程方案,认为WRF模式能较好地模拟出该地区不同天气条件下(晴天、多云和阴雨)辐射日变化的特征,其中RRTMG向下短波和向下长波辐射方案较其他辐射方案略有优势,其模拟的向下短波辐射通量和向下长波辐射通量的总均方根误差最小,分别为103.9和25.9W/m2;陆面过程方案中,RUC方案较有优势,模拟的向上长波和向上短波辐射通量的总均方根误差最小,分别为26.9和25.2W/m2;阴雨天气条件下,辐射方案的调用间隔时间对辐射通量的模拟较敏感,调用间隔时间的缩短能明显改进辐射通量由晴转阴过程的模拟。     

中国帕米尔高原太阳辐射演变规律

该文基于2016年7月—2021年7月中国帕米尔高原陆-气相互作用观测站的观测资料，挑选总辐射、散射辐射、直接辐射等指标，研究该地区太阳总辐射和散射辐射收支的变化规律及其影响因素。结果表明：中国帕米尔高原太阳总辐射、散射辐射、水平直接辐射年曝辐量分别为6474.41、2219.95、3497.35 MJ/m²。其中，总辐射、散射辐射、水平直接辐射年的最高辐照度为1171.18、676.23、1003.52 W/m²，分别在2017年7月23日、5月31日和4月3日出现。总辐射、散射辐射、水平直接辐射平均辐照度的峰值分别为690.85、218.66、417.02 W/m²，均在12:00前后出现。中国帕米尔高原地表反照率均值在0.24～0.49之间，年均值为0.30。降水和沙尘天气对地表辐射收支产生影响，其中降水天气使总辐射平均辐照度日峰值比晴天时减小约18%，散射辐射平均辐照度日峰值增加约1.8倍，扬沙或浮尘天气发生时总辐射辐照度日峰值与晴天相比变化不大，散射辐射平均辐照度日峰值增加约1.8倍。此外，当喀什市周边发生沙尘...     

华北平原北部太阳辐射及地表辐射平衡特征——基于河北固城站的试验观测研究

利用位于河北定兴县的中国气象局固城生态与农业试验站2005年7月～2007年2月期间观测的太阳辐射各分量的资料,详细分析了该站太阳辐射及地表反射的基本特征.分别对到达地表的太阳总辐射、地面反射短波辐射、地表反射率、净辐射、光合有效辐射和紫外辐射(UV-B)的日、年变化特征进行了分析,揭示了该地区的辐射平衡特征.同时分析并给出了光合有效辐射和紫外UV-B辐射占太阳总辐射比值的变化规律.     

西北干旱区戈壁下垫面陆面过程特征的模拟研究

利用公共陆面模式Co LM(community land model),检验其在西北干旱区敦煌戈壁陆面过程特征的模拟能力。通过2008年敦煌夏季典型晴天观测资料驱动模式,对模式在敦煌戈壁地区的适应性进行研究,通过和该站点同期实测资料对比发现:公共陆面模式(Co LM)基本能较好地模拟极端干旱区,如对敦煌戈壁下垫面的地表能量通量,及对于物理量的日变化趋势模拟得均比较准确,与观测值的相关系数较高。不足之处是对于感热的模拟,白天的模拟峰值偏大,而在夜间负感热的峰值也存在偏大现象。利用辐射资料计算出该下垫面反照率为0.25,修改模式中反照率的设定后,从模拟结果来看Co LM的模拟能力有一定改进。     

黄河上游地区辐射收支及土壤热状况季节变化特征

利用"玛曲气候与环境综合观测研究站"2006年7月～2007年5月的观测资料,分析研究了黄河上游地区 辐射及土壤热状况年变化特征.结果表明:该地区各辐射分量均存在显著的季节变化,4～9月份显著增加,10月份一来年3月份明显降低,年变化呈典型的单峰结构.地表反照率除冬季降雪期外,季节变化不是很明显,年平均地表反照率约为0.26;其日变化与太阳高度角关系密切.一年中,土壤温度梯度1月份最大,4月份最小.土壤温度梯度和净辐射相关系数为-0.61,通过了0.01的置信度检验.2.5～30cm浅层土壤热通量振荡明显,而30cm以下深层土壤热通量变化缓慢,10月份一次年5月份日平均土壤热通量从地表以下2.5～75cm土壤层几乎均为负值,说明更深层土壤释放热量,上层的土壤吸收热量;而其余月份则为正,土壤热量从浅层向深层传导.冬季由于土壤含冰量的影响,土壤导热率在1月份最大,而3、4月份相对较小;季节平均土壤导热率分别为:春季0.27、夏季0.38、秋季0.55、冬季0.83W·(m·K)-1.     

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     

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。     

干旱地区不同下垫面的辐射收支

利用2000年6月2001年5月在干旱地区敦煌和高原北部的五道梁所获取的太阳辐射观测资料，分析研究了干旱地区不同下垫面的加辐射收支特点。结果表明：虽然两地地理位置和海拔高度不同，但由于两地下垫面条件的差异，使得太阳短波辐射特别是地表吸收辐射在夏季大致相近，冬季则是敦煌小于五道梁；长波辐射(地面向上长波辐射和大气逆辐射)郭煌明显大于五道梁；地表净辐射夏季五道梁比敦煌为大，冬季则两地相近。     

基于SMARTS模式的紫外辐射多参数时空变化及影响因子模拟

为弥补中国紫外辐射实测数据的不足,该文基于SMARTS辐射传输模式计算分析标准大气、无云条件下280～400 nm波段紫外总辐射Eg、315～400 nm波段UVA、280～315 nm波段UVB、紫外指数UVI、红斑有效紫外辐射CIE、立面紫外总辐射等多参数时空变化特征及大气浑浊度、臭氧含量、海拔高度、地表反照率等因...     

1992年夏季珠穆朗玛峰地区的太阳直接辐射和总辐射

用１９９２年夏季珠穆朗玛峰地区考察的多通道有线遥测辐射观测资料，对珠峰地区的太阳直接辐射和总辐射特征进行了研究。结果表明。１９９２年珠峰地区夏季中午前后的大气透明度状况与１９５９年没有明显差异。夏季在珠峰绒布寺地区最大总辐射大于太阳常数现象的出现十分频繁。本次考察时，在有完整资料的１６天中，１４天观测到了瞬时总辐射大于太阳常数的现象；这种现象从地方时９时到１４时都可出现，有时竟连续出现５个时欢。瞬时总辐射的最大值为１６８８Ｗｍ－２，超出了太阳常数２３％。考察期间记录到的总辐射时累计值的最大值为４．７１ＭＪｍ－２，平均强度１３０８Ｗｍ－２，达太阳常数的９５．７％。青藏高原地区持续出现总辐射大于太阳常数的现象对近地面辐射平衡及生态环境的影响尚有待进一步研究。     

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。     

关于净全辐射表的长波灵敏度检定方法

讨论了区分净全辐射表长波和短波灵敏度的必要性，介绍了改进后的检定净全辐射表长波灵敏度的辐射黑体标准装置，着重研究以下三个问题，（１）在得不到密光阑圆形孔径对正文形感应形状因子解析解的情况下，所采用近似法及其误差；（２）讨论了采用动态法进行校准的必要性及静态法的弊端；（３）分析了在每次光辐射电势测量之前进行背景电势测量的必要性，因为令依据首尾两次的背景电势测量值去内插中间值的做法是不适宜的。     

Monthly ratios of PAR to global solar radiation measured at northern Tibetan Plateau, China

Using narrowband and broadband solar radiation measurements collected at Wudaoliang (WDL) site in northern Tibetan Plateau (NTP) from September 1993 to December 1998, the relationship between monthly photosynthetically active radiation (Q_P) and global solar radiation (R_S) values is analyzed. Temporal variability of the ratio (Q_P/R_S) and its further dependence on several meteorological variables are presented. The narrowband ratio exhibited diurnal and seasonal variability with high values during morning and afternoon hours and low values around noon in winter time, whereas during summer period the ratio was decreased from morning to afternoon. The ratio (Q_P/R_S) was correlated positively with several atmospheric parameters such as water vapor pressure and low-level cloud amount; in contrast, the ratio was negatively correlated with clearness index, relative sunshine duration and atmospheric turbidity. It was also found that both the relative sunshine duration and water vapor pressure are the most influential parameters on the estimations of the spectral PAR ratio. Finally, an empirically derived model is proposed for estimating monthly average PAR values over the northern Tibetan Plateau. Verification results further ensured that the proposed model predicts monthly global PAR values accurately.     

1971—2019年羌塘国家级自然保护区日照时数变化特征及其影响因素

该文基于1971—2019年羌塘国家级自然保护区周边5个气象站日照时数、总云量、水汽压、相对湿度和风速等资料,运用气候倾向率、M-K突变检测和主成分回归等方法,研究了自然保护区年和四季日照时数的时空变化特征及影响因素。结果表明,自然保护区各站年日照时数为2839.2~3574.5 h,总体上呈自东向西递增的分布规律。保护区平均年日照时数要少于青海省柴达木盆地和西藏日喀则市大部,但多于藏东和藏南山地以及青藏高原东部。近49年,保护区年日照时数显著减少,平均每10年减少22.8 h,以夏季减少最为明显;自20世纪90年代以来,四季日照时数均呈明显减少趋势,仍以夏季减幅最大,其次是春季,而年日照时数减幅变得更大,达54.1 h/10 a。日照时数在10年际尺度上呈现出20世纪70年代偏少、1980—1990年代偏多,21世纪前10年明显偏少的变化特征。从转折点上看,保护区年日照时数在2016年发生了由偏多阶段跃变为偏少阶段的突变,时间较柴达木盆地偏晚21年;秋、冬两季日照未发生突变,春、夏季分别在2015年和2008年出现了突变。主成分回归分析显示,总云量是影响年日照时数变化的主导因子,平均风速起着次要作用;在季节上影响日照时数的主导因子均为总云量。