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青藏高原东部高寒草原地表能量交换特征(英文)

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Science Bulletin 2015年第4期60卷 435-446,M0003页

作者：尚伦宇张宇吕世华王少影 Key Laboratory of Land Surface Process and Climate Change in Cold and Arid Regions Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research InstituteChinese Academy of Sciences

青藏高原是世界上面积最大、海拔最高的高原,其独特的地形地貌特征对东亚乃至全球大气环流有重要影响.由于地表特征不同,高原不同区域地表热力特征也有显著差异.高原的东部边缘地表、植被和气象特征与高原其他区域明显不同,因此这一区... 详细信息

青藏高原是世界上面积最大、海拔最高的高原,其独特的地形地貌特征对东亚乃至全球大气环流有重要影响.由于地表特征不同,高原不同区域地表热力特征也有显著差异.高原的东部边缘地表、植被和气象特征与高原其他区域明显不同,因此这一区域地表热力作用也与高原其他区域不同.本文研究了青藏高原东部玛曲草原地表能量交换的季节变化特征.玛曲草原冬季净辐射占入射太阳辐射的比例小于雨季,其差异主要由2个季节的地表反照率和湿度状况的差异引起.全年来看,净辐射大部分用水汽蒸发所需的热量.冬季由于土壤冻结加之降水稀少,净辐射主要用于加热地表和大气.雨季由于相对较高的气温、充足的降水及植被茂盛的生长力,净辐射主要用于水汽蒸发.在这一区域,降水的季节分布以及土壤的冻融状况对地表能量分配有重要影响.

关键词：能量交换青藏高原高山草原季节变化表面反射率叶面积指数相关测量季节分配

黄河上游地区辐射收支及土壤热状况季节变化特征

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太阳能学报 2009年第2期30卷 156-162页

作者：李锁锁吕世华奥银焕尚伦宇中国科学院寒区旱区环境与工程研究所西部气候环境与灾害实验室兰州730000

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～来年3月份明显降低,年变化呈典型... 详细信息

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～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～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)。

关键词：黄河上游辐射收支地表反照率土壤温度梯度土壤导热率

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金塔绿洲风场与温湿场特征的数值模拟

中国沙漠 2005年第5期25卷 623-628页

作者：吕世华尚伦宇中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

使用美国NCAR新版MM5V3.6非静力平衡模式,采用三重嵌套的降尺度方法,模拟研究了甘肃河西走廊金塔绿洲风场与温湿场特征。结果表明:由于绿洲的存在,绿洲沙漠系统产生的次级环流对局地环流有一定影响;平流作用将沙漠中的干热空气送向绿洲... 详细信息

使用美国NCAR新版MM5V3.6非静力平衡模式,采用三重嵌套的降尺度方法,模拟研究了甘肃河西走廊金塔绿洲风场与温湿场特征。结果表明:由于绿洲的存在,绿洲沙漠系统产生的次级环流对局地环流有一定影响;平流作用将沙漠中的干热空气送向绿洲,绿洲近地层会出现逆温,感热向地表输送;沙漠上由于临近绿洲的水汽平流作用,上层大气湿度比低层更大,这就是逆湿现象。

关键词：绿洲-沙漠环流绿洲效应逆湿现象数值模拟

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青藏高原土壤冻融对地表辐射特征的影响分析

太阳能学报 2010年第1期31卷 12-16页

作者：尚伦宇吕世华李锁锁孟宪红奥银焕中国科学院寒区旱区环境与工程研究所西部气候环境与灾害实验室兰州730000

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... 详细信息

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。

关键词：青藏高原土壤冻融反照率地表辐射特征

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玛曲高寒草甸地表辐射与能量收支的季节变化

高原气象 2012年第3期31卷 605-614页

作者：王少影张宇吕世华尚伦宇张少波中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院研究生院北京100049

利用中国科学院黄河源区气候与环境综合观测研究站2010年观测资料,分析了玛曲高寒草甸地表辐射与能量收支的季节特征。结果表明:玛曲高寒草甸入射太阳辐射与净辐射年累积量分别为6482.2和2577.2MJ.m-2.a-1;年平均地表反照率为0.25,生长... 详细信息

利用中国科学院黄河源区气候与环境综合观测研究站2010年观测资料,分析了玛曲高寒草甸地表辐射与能量收支的季节特征。结果表明:玛曲高寒草甸入射太阳辐射与净辐射年累积量分别为6482.2和2577.2MJ.m-2.a-1;年平均地表反照率为0.25,生长期平均地表反照率为0.22;全年入射太阳辐射的38%转换为地表长波辐射,明显高于低海拔地区的草地;净辐射占入射太阳辐射的38%,低于全球以及低海拔地区的草地;在冻结期,感热通量占净辐射的93%,在生长期,潜热通量占净辐射的62%。

关键词：高寒草甸辐射收支能量收支

WRF模式对金塔绿洲-戈壁辐射收支的模拟研究

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太阳能学报 2011年第3期32卷 346-353页

作者：文小航吕世华尚伦宇奥银焕鲍艳李万莉中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州730000

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... 详细信息

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。

关键词：金塔绿洲 WRF模式辐射收支能量平衡

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高寒草原地区边界层参数化方案的适用性评估

高原气象 2013年第1期32卷 46-55页

作者：邱贵强李华张宇罗斯琼王少影尚伦宇中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 四川若尔盖湿地国家级自然保护区管理局四川若尔盖624500

为了验证中尺度数值模式WRF中不同的边界层参数化方案对青藏高原地区高寒草原均匀下垫面的适用性,选取4种不同的边界层参数化方案(YSU、MYNN2.5、ACM2和BouLac),分别在青藏高原东部玛曲地区进行了高分辨率的数值模拟,借助中国科学院寒... 详细信息

为了验证中尺度数值模式WRF中不同的边界层参数化方案对青藏高原地区高寒草原均匀下垫面的适用性,选取4种不同的边界层参数化方案(YSU、MYNN2.5、ACM2和BouLac),分别在青藏高原东部玛曲地区进行了高分辨率的数值模拟,借助中国科学院寒区旱区环境与工程研究所若尔盖高原湿地生态系统研究站观测资料,对典型晴天条件下近地层温度、辐射收支、地表能量以及边界层结构特征进行了相互比较分析,评估了不同边界层参数化方案的模拟差异。结果表明,对于近地层温度,白天不同方案的模拟值与观测值差异不明显,夜间MYNN2.5方案更偏离观测值,而其余方案的模拟差异不大;相对短波辐射,长波辐射过程更易受边界层参数化方案的影响;对于地表热通量,非局地闭合方案的模拟值相对湍流动能TKE闭合方案更接近观测值;对于净辐射通量、感热通量和潜热通量,MYNN2.5方案的模拟要优于其他3种方案;不同边界层参数化方案均模拟出了白天超绝热层以及夜间逆温、逆湿现象,但不同方案对边界层结构的模拟仍然存在一些差异。

关键词： WRF模式高寒草原边界层参数化方案

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金塔绿洲小气候效应的数值模拟

高原气象 2005年第5期24卷 649-655页

作者：吕世华尚伦宇梁玲罗斯琼中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

使用美国NCAR新版MM5V3.6非静力平衡模式,采用三重嵌套的降尺度方法,模拟研究了夏季金塔绿洲小气候效应特征。绿洲的存在改变了沙漠地区原有的环流结构和湿度分布;绿洲边界层低,沙漠边界层较高,绿洲较低的边界层结构实际上是一个保护层... 详细信息

使用美国NCAR新版MM5V3.6非静力平衡模式,采用三重嵌套的降尺度方法,模拟研究了夏季金塔绿洲小气候效应特征。绿洲的存在改变了沙漠地区原有的环流结构和湿度分布;绿洲边界层低,沙漠边界层较高,绿洲较低的边界层结构实际上是一个保护层,使得绿洲大气中水分保存在较低边界层中,对绿洲生态系统的发展起到了保护作用;绿洲地区感热通量小,潜热通量大;沙漠地区感热通量大,潜热通量小。通过能量和水分的非均匀分布驱动了绿洲环流,使沙漠区域产生上升气流,绿洲区域产生下沉气流。

关键词：金塔绿洲效应逆湿现象数值模拟 MMSV3.6模式

玛曲高寒草甸夏季近地层微气象和CO_2通量特征分析

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冰川冻土 2019年第1期41卷 54-63页

作者：张懿文小航王少影尚伦宇张宇成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225 广安市环境监测站四川广安638000 北京师范大学珠海分校珠海区域气候-环境-生态预测预警协同创新中心广东珠海519087 中国科学院西北生态环境资源研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000

利用2015年夏季玛曲高寒草甸观测资料,从中选取7月10个连续完整的观测日,分析了近地层气象要素、地表辐射和能量传输以及CO_2通量日变化特征。结果表明:夏季玛曲地区气温和比湿昼夜差异较大,最大温差为19.2℃,平均风速为2.7 m·s^(-1),... 详细信息

利用2015年夏季玛曲高寒草甸观测资料,从中选取7月10个连续完整的观测日,分析了近地层气象要素、地表辐射和能量传输以及CO_2通量日变化特征。结果表明:夏季玛曲地区气温和比湿昼夜差异较大,最大温差为19.2℃,平均风速为2.7 m·s^(-1),风向以东风为主。晴天条件下向下短波辐射可达1 200 W·m^(-2)左右,平均地表反照率为0.22,均大于藏北那曲地区。净辐射峰值可达850 W·m^(-2)左右,陆-气间能量传输以潜热输送为主。10 d能量闭合度平均值为0.61,能量不平衡程度较大。夏季玛曲高寒草甸表现为"碳汇", CO_2通量平均值为-0.20 mg·m^(-2)·s^(-1),晴天碳吸收最大速率为-14.05 mg·m^(-2)·s^(-1),显著大于阴天,最大碳吸收时长为13 h, CO_2密度平均值为530.7 mg·m^(-3)。

关键词：黄河源区高寒草甸能量平衡 CO2通量