海上湍流通量与蒸发波导高度计算及相关性分析

基于2017年11月26日至2018年5月31日海上平台采集的气象数据,结合海气边界层耦合海洋-大气响应试验算法,引入稳定条件下发展的普适函数,计算了动量通量、感热通量、潜热通量、蒸发波导高度,并对海气界面通量与蒸发波导高度的相关性进行分析.结果表明:动量通量位于-0.5~0 N/m2,感热通量位于-10~5 W/m2,潜热通量位于0~300 W/m2,蒸发波导高度位于0~25 m;蒸发波导高度与动量通量相关系数为-0.23,与感热通量相关系数为-0.05,与潜热通量相关系数为0.77;蒸发波导高度与潜热通量的相关系数在稳定条件下为0.73,在中性条件下为0.93,在不稳定条件下为0.95.这些分析结果可为揭示海上不同大气条件下的蒸发波导形成机理提供有力支撑.     

结合可见光近红外和微波遥感估算藏北高原日蒸散发量

利用FY-2E静止气象卫星可见光近红外和FY-3B极轨气象卫星微波资料,结合地面观测资料,基于陆表能量平衡算法(Surface Energy Balance System,SEBS),反演了藏北高原地表净辐射、土壤热通量、感热及潜热通量的空间日变化过程.利用那曲高寒气候环境观测站观测资料对结果进行了有效性验证,潜热通量的均方根误差为28.22 W·m-2.此外,还对整个藏北高原夏季空间地表能量分量的条件期望进行统计分析,探讨了该区域不同地表温度对应的有效能量分配方式的统计特征.结果表明,区域总体蒸散发量介于2.0~4.0 mm之间.     

基于大口径闪烁仪的玉米农田热通量测量研究

应用大口径闪烁仪可以自动获取玉米农田的显热通量,结合太阳辐射监测系统测量的净辐射,可以方便地获取潜热通量和土壤热通量.实验表明,在玉米农田的冠层上的常通量层用大口径闪烁仪测量显热通量,和涡动相关仪的数据相关度达到0.8以上.在中午的时段,玉米农田的显热通量会下降,与作物蒸腾相关的潜热通量会达到一天的峰值.大口径闪烁仪在精度和区域代表性上表现出的优势,是农业气象上获取数据资料很好的一个选择.     

合肥地区近地面辐射通量和二氧化碳统计分析与湍流通量的惯性耗散法估算

近地面层大气湍流通量的测量与估算是研究地气间相互作用规律的关键.统计分析了2007年1月10日～2010年10月14日合肥地区晴天少云的天气条件下辐射通量和C0_2含量数据.得到了地表反照率、净辐射通量的季节变化特征和日变化特征.地表能量平衡的检验表明白天时段大约有40%左右的能量缺口.2007～2010年C0_2含量...     

强激光反射镜热变形的瞬态特性研究

利用2 kW CO2激光器作为激光照射源,用测量精度为±0.03 μm 的Twyman-Green干涉仪、CCD摄像技术、计算机数据采集与处理系统,对硅镜在强光照射下不同时刻的热变形进行了实时测量和数据处理,得到了在不同激光照射时间下镜面热变形的干涉条纹序列图以及给出了热变形量随激光照射时间的变化实验曲线.实验结果显示:在实验用硅镜直径Φ78 mm,镜面厚度为10 mm,镜面对10.6 μm CO2入射光的反射率为63%;净吸收激光功率为140 W,激光辐照时间为4 s的条件下,硅镜最大热吸收变形量为0.46 μm,约为1.315 μm COIL激光波长的1/3,是导致COIL激光器在出光过程中光束发散角增大和光轴漂移的重要原因之一.(OH2)     

沙尘气溶胶对热红外分裂窗通道亮温和地表反演温度的影响研究

沙尘气溶胶通过改变地-气系统的热红外辐射传输可引起地表温度遥感探测结果发生变化.较系统地研究了冬季和夏季沙尘气溶胶光学厚度(AOD)变化对热红外分裂窗通道亮温(BT)和地表反演温度(LST)的影响,以及反演结果受大气水汽和地表因素的作用.红外辐射传输模拟计算表明:1)沙尘气溶胶影响下,热红外分裂窗通道亮温差小于零;2)随AOD增大,BT和LST都减小,其中LST减小的速度大于BT;3)不同水汽含量下LST变化不明显;4)当AOD较大时,LST主要反映沙尘层的温度信息.模拟结果与中国北方典型沙尘实例分析结果有较好的一致性.     

大气逆辐射对草地下垫面地表温度的影响研究

根据SKYNET合肥站三年期间无云晴天4～50 μm波段地表向上长波辐射Rlu和大气逆辐射Rld的观测资料,定量分析了大气逆辐射对草地下垫面地表温度的影响.结果表明:大气逆辐射对地表温度日平均值的影响程度在夏季最大、秋季次之、冬季最小,当地表比辐射率ε=0.98时,地表视温度与地表温度日平均差值全年在0.96～4.41 K之间,7、8月份在1.3 K以上;任何季节.大气逆辐射对地表温度日分布的影响幅值均在夜间大、白天小、中午前后最小,冬季影响最为显著,地表视温度与地表温度的差值T*-Ts均具有"V"型日分布特征;长波辐射比Rld/Rlu越大,大气逆辐射对地表温度的影响程度越大,得出了T*-Ts与长波辐射比以及地表比辐射率之间的定量统计关系.     

合肥地区无云晴天地表太阳短波辐射特征

利用SKYNET合肥站1999年9月至2005年8月期间285个无云晴天地面辐射收支观测资料,计算分析了合肥地区地表太阳短波辐射特征.结果表明,地表太阳短波辐射各个分量的日变化均呈上下午近似对称的倒"U"型分布,中午变化较平缓并出现最大值;漫射辐射与总辐射之比KDF呈"U"型日分布.太阳短波辐射各个分量的年最小值均出现在12月份,6月份总辐射、地表太阳短波净辐射和漫射辐射最强,7月份太阳直接辐射和地面反射的短波辐射最强但漫射辐射出现相对低谷.漫射辐射春季最强、夏季次之;太阳短波辐射其它各分量的季节变化均为夏季最强、春季次之、冬季最弱,而且冬夏差异较大.〈KDFd〉在1月份最大,7月份值最小并有明显的突变现象;其季节变化特征为夏季最小,冬季最大;其七年平均值为38.4%.     

南海海表面温度的季节内变化特征

基于TRMM/TMI卫星遥感海表面温度(SST)数据,采用谐波分析方法和经验正交函数分解(EOF)方法对南海SST的季节内变化规律进行了分析,探讨了其对声速变化规律的影响。结果表明:南海SST季节内空间分布的第一模态呈现南北负正反对称分布;第二模态的空间分布为以越南外海的负值为中心。分析相应的时间系数功率谱可知其显著周期为5、6、8、11、12周。分析表明SST的季节内振荡与纬向风分量、经向风应力有密切关系。探讨潜热通量可发现其显著周期为54～69天,存在显著的季节内变化;冬夏季变化的最大区域分别集中在越南外海和南海北部,且第一模态的时间函数与潜热通量的最大相关系数可达到40%,相关系数的大值区域主要集中在越南上升流区域。南海海表声速较大但随季节变化不明显,与温度同相变化与盐度反相变化。     

基于SCIATRAN模型的大气CO2敏感性分析

SCIATRAN是一种高光谱分辨率辐射传输模型,其参数丰富、调节性强,为反演CO2浓度提供更可靠的仿真资料。研究采用SCIATRAN模型模拟了不同气溶胶类型、气溶胶光学厚度以及地表类型的CO2辐射亮度,分析了不同条件下影响CO2辐射亮度的规律。研究结果表明:气溶胶类型对CO2辐射亮度的影响比例在8%以内。由于城市型气溶胶成分复杂,对CO2辐射亮度的影响比乡村型和海洋型气溶胶稍大;气溶胶光学厚度对CO2辐射亮度的影响比例在-3.52%~42.97%之间,光学厚度越小,CO2辐射亮度则越大;地表类型对CO2辐射亮度影响最大,与参考值差值比例最高达166.43%,且CO2辐射亮度随地表反照率的增强而增强。该研究还通过仿真信号与实测信号的对比,验证了SCIATRAN模型仿真信号的有效性和可行性。