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塔克拉玛干沙漠南缘戈壁下垫面辐射平衡与地表反照率特征

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干旱区地理 2024年第5期47卷 762-772页

作者：邢立文赵景峰何清李娟苏华丽何亚玲四川师范大学地理与资源科学学院四川成都610068 四川师范大学西南土地资源评价与监测教育部重点实验室四川成都610068 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆乌鲁木齐830002

戈壁是荒漠地区主要的地表形式之一,这种下垫面特征与沙漠下垫面有较大差异,因此对于沙漠地区戈壁下垫面辐射平衡特征的研究十分有必要。利用中日沙尘暴合作项目(ADEC)塔克拉玛干沙漠南缘策勒戈壁观测站连续观测数据,分析了策勒戈壁站... 详细信息

戈壁是荒漠地区主要的地表形式之一,这种下垫面特征与沙漠下垫面有较大差异,因此对于沙漠地区戈壁下垫面辐射平衡特征的研究十分有必要。利用中日沙尘暴合作项目(ADEC)塔克拉玛干沙漠南缘策勒戈壁观测站连续观测数据,分析了策勒戈壁站地表辐射平衡各分量全年、各季节与特殊天气下的日变化特征,以期为塔克拉玛干沙漠地-气系统能量交换提供更加具体的参数。结果表明:(1)策勒戈壁站各辐射分量最大值除向上短波辐射出现在1月外,其余各分量均出现在7月。(2)季节尺度上,各分量季节日变化最大峰值出现季节不一致,向下短波辐射和向上短波辐射最大峰值出现在春季,向下长波辐射、向上长波辐射和净辐射最大峰值出现在夏季。(3)不同天气下,各季节晴天各辐射分量均呈现平滑的变化趋势,多云、阴天、降雨期间各分量变化不规则,降雨和降雪天气向下长波辐射和向上长波辐射明显高于其余各分量。(4)地表反照率年均值为0.32,其中冬季降雪导致地表反照率远高于其他季节,各季节的次序表现为:冬季、春季、秋季、夏季。而反照率的日变化受太阳高度角影响,晴天呈现出平滑的“U”型,其他天气变化不规则。

关键词：辐射平衡净辐射地表反照率戈壁下垫面

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辐射平衡时介质内温度交点的现象及其探究

华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第3期41卷 101-105页

作者：王志超程强楚化强周怀春华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074 清华大学热能工程系北京100084

通过DRESOR(被边界吸收或介质散射的能量分布)法揭示了一维辐射传递过程中可能存在的温度交点的现象,并对该现象进行了分析研究.研究结果证实其原因是在交点处存在着辐射传递的完整对称性,使得该点处辐射平衡温度不受其他参数变化的影响... 详细信息

通过DRESOR(被边界吸收或介质散射的能量分布)法揭示了一维辐射传递过程中可能存在的温度交点的现象,并对该现象进行了分析研究.研究结果证实其原因是在交点处存在着辐射传递的完整对称性,使得该点处辐射平衡温度不受其他参数变化的影响.空间介质中心两侧光线传递完全对称条件下才可能出现该交点现象,而介质的各向同性散射反照率和梯度折射率分布对交点的位置无影响.若介质两侧壁面发射率相等,则发射率值的大小对交点的位置无影响;若两壁面发射率不等,则交点会向发射率较大的一侧移动.此外,两壁面的温度只影响辐射平衡时交点处的温度,对交点的位置无影响.

关键词：辐射换热辐射平衡梯度折射率介质温度交点对称性

藏南羊卓雍错湖面非封冻期温湿变化及辐射平衡分析

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干旱区研究 2020年第4期37卷 947-955页

作者：靳铮张雪芹次旦央宗中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 西藏自治区水文水资源勘测局拉萨水文水资源勘测分局西藏拉萨850000

高寒湖泊是青藏高原气候系统的重要组成部分,观测分析其基本气象要素是研究高原气候变化不可或缺的环节。本文利用羊卓雍错白地水文站的湖面气象观测数据,分析了2016年、2017年4月3日至12月31日非封冻期的气温、湖面水温、相对湿度、风... 详细信息

高寒湖泊是青藏高原气候系统的重要组成部分,观测分析其基本气象要素是研究高原气候变化不可或缺的环节。本文利用羊卓雍错白地水文站的湖面气象观测数据,分析了2016年、2017年4月3日至12月31日非封冻期的气温、湖面水温、相对湿度、风速风向、水面辐射的日变化、季节变化特征。结果显示:羊卓雍错观测站2016、2017年非封冻期平均气温分别为6.7℃、6.6℃,而平均气温日较差分别达到9.2℃、9.6℃,气温日变化幅度大。湖面水温高于气温,分别为8.1℃、8.3℃。相对湿度分别为50.6%、50.2%,其月平均值变化在观测期间与气温、水温均有良好的一致性。其中,湖面水温与相对湿度月平均值的相关系数在2016、2017年分别为0.91、0.87,湖面气温与相对湿度月平均值的相关系数则分别为0.94、0.97。冷季湖面的气温昼夜波动明显大于暖季,但水温的昼夜波动却小于暖季,导致冷季湖-陆温差更大,湖-风频率显著增加。非封冻期的整体辐射平衡状态为湖面净收入,其中净收入最高、最低的时段分别为8月和12月。通过对比分析纳木错、洱海结果表明羊卓雍错具备湖面气温日变化和季节变化幅度大、湖气间水热平衡关系在冷暖季节反差明显的高寒湖泊特征。

关键词：高寒湖泊湖面观测温湿变化辐射平衡羊卓雍错

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辐射平衡激光器谐振腔模型计算

光学技术 2006年第z1期32卷 623-625,628页

作者：冷进勇王晓峰黄静国防科学技术大学技术物理教研室长沙410073

介绍了辐射平衡激光器原理以及谐振腔模型,并对腔内激光和泵浦光满足的方程进行了推导。计算了在Yb:KYW辐射平衡激光器谐振腔中激光和泵浦光光强的变化规律,以及输出端耦合镜反射率和腔长变化时带来的影响。讨论了腔长的最小值与输出端... 详细信息

介绍了辐射平衡激光器原理以及谐振腔模型,并对腔内激光和泵浦光满足的方程进行了推导。计算了在Yb:KYW辐射平衡激光器谐振腔中激光和泵浦光光强的变化规律,以及输出端耦合镜反射率和腔长变化时带来的影响。讨论了腔长的最小值与输出端耦合镜反射率之间的关系。

关键词：辐射平衡谐振腔 Yb KYW 激光光强泵浦光光强

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辐射平衡壁温下有限催化模型数值模拟

气体物理 2021年第5期6卷 1-11页

作者：莫凡王锁柱高振勋北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京航天长征飞行器研究所北京100076

文章发展了高超声速飞行器辐射平衡壁温下有限催化的数值方法,将数值模拟结果与基于返回舱外形的风洞实验数据进行了对比,并进一步针对典型高超声速飞行器钝双锥研究了辐射平衡壁温下有限催化对气动热环境的影响规律.针对返回舱外形的... 详细信息

文章发展了高超声速飞行器辐射平衡壁温下有限催化的数值方法,将数值模拟结果与基于返回舱外形的风洞实验数据进行了对比,并进一步针对典型高超声速飞行器钝双锥研究了辐射平衡壁温下有限催化对气动热环境的影响规律.针对返回舱外形的数值实验表明,完全催化与完全非催化边界条件下壁面热流密度均与风洞实验结果偏差较大,而采用合适的有限催化模型获得的壁面热流密度与风洞实验结果符合良好.针对典型高超声速飞行器钝双锥的研究表明,在辐射平衡温度边界条件下驻点附近氧原子的催化复合系数约为0.17,氮原子的催化复合系数约为0.026,大面积区则分别降为0.0053和0.01.在驻点热流密度方面,完全催化的壁面热流峰值比有限催化高约21%,而完全非催化的壁面热流峰值比有限催化低约29%.

关键词：高超声速化学非平衡有限催化辐射平衡

绿洲边缘夏季晴天辐射平衡特征和地表能量研究

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太阳能学报 2012年第11期33卷 1944-1950页

作者：王超韦志刚李振朝候旭宏刘慧魏红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 成都信息工程学院成都610225 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

利用2009年敦煌绿洲边缘稀疏植被下垫面夏季观测资料,从中选取5d资料完整的连续晴好天气,系统分析西北干旱区下垫面夏季典型晴天的地表辐射收支和能量平衡的特征。结果表明:该地区总辐射较大,高于同期华南湿润地区,但低于青藏高原北部,... 详细信息

利用2009年敦煌绿洲边缘稀疏植被下垫面夏季观测资料,从中选取5d资料完整的连续晴好天气,系统分析西北干旱区下垫面夏季典型晴天的地表辐射收支和能量平衡的特征。结果表明:该地区总辐射较大,高于同期华南湿润地区,但低于青藏高原北部,利用加权平均的方法计算出地表反照率平均值为0.234;净辐射与感热和潜热有良好的线性关系,且通过了99%置信度检验,感热比潜热能量输送显著得多,平均波文比为3.08;浅层土壤温度变化剧烈,日变化明显,7.5cm的土壤热导率为0.26W/(m.K),平均土壤容积热容量为0.88×106J/(m3.K);在平衡方程中,土壤热储量不能忽视,在考虑土壤热储量后,该地区白天的能量闭合度平均值为0.91。

关键词：绿洲边缘地表参数辐射平衡能量平衡

向下短波辐射差异对草甸化草原地表辐射平衡的影响

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高原气象 2024年第1期43卷 217-226页

作者：李甫周秉荣王力马文哲霍金虎青海省气象科学研究所青海西宁810001 青海省防灾减灾重点实验室青海西宁810001 中国气象科学研究院北京100081 海北州牧业气象试验站青海海北810200

基于向下短波辐射分位数,对中国气象局海北牧业试验站2014年9月至2020年12月四分量辐射观测数据按月进行分组。分析了向下短波辐射差异对草甸化草原辐射平衡的影响,为明晰不同光照条件下辐射平衡变化和成因提供了依据。结果表明:在相同... 详细信息

基于向下短波辐射分位数,对中国气象局海北牧业试验站2014年9月至2020年12月四分量辐射观测数据按月进行分组。分析了向下短波辐射差异对草甸化草原辐射平衡的影响,为明晰不同光照条件下辐射平衡变化和成因提供了依据。结果表明:在相同月份中,不同光照条件下地表接收的向下短波辐射呈现出极显著的对数变化趋势,组间差异超过了季节之间的差异。不同光照条件下向上短波辐射和大气长波辐射也表现出较大差异,其中大气长波辐射差异主要与空气湿度以及云量差异有关。随光照条件的增加,地表接收的净短波辐射增多,支出净长波辐射也增多。所以不同光照条件下净全辐射与向下短波辐射的比例相差不大。不过,光照条件差异会对向下短波辐射与净全辐射的关系模型产生影响。

关键词：四分量辐射向下短波辐射差异草甸化草原辐射平衡

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青藏高原辐射平衡关键参数估算及数据集生成

青藏高原辐射平衡关键参数估算及数据集生成

作者：丁利荣电子科技大学

学位级别：硕士

地表辐射平衡参数是辐射平衡、能量收支、水循环等研究中的重要参数。青藏高原作为“世界屋脊”、“亚洲水塔”、“第三极区域”,对泛第三极周边区域乃至全球都有着极其重要的影响。当前青藏高原的辐射平衡参数面临着时空分辨率较低、... 详细信息

地表辐射平衡参数是辐射平衡、能量收支、水循环等研究中的重要参数。青藏高原作为“世界屋脊”、“亚洲水塔”、“第三极区域”,对泛第三极周边区域乃至全球都有着极其重要的影响。当前青藏高原的辐射平衡参数面临着时空分辨率较低、针对性少、系统验证缺乏等一系列问题。本文分别对近地面气温(Surface Air Temperature,T)、下行长波辐射(Downward Longwave Radiation,DLR)、上行长波辐射(Upward Longwave Radiation,ULR)、下行短波辐射(Downward Shortwave Radiation,DSR)、上行短波辐射(Upward Shortwave Radiation,USR)进行了优化、估算等初步研究。当前大多数T产品由于空间分辨率较低,在局部区域研究中存在一定的局限性。本文基于数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)提出了一种实用的T数据空间降尺度模型,基于此方法本文将中国区域地面气象要素数据集(China Regional Surface Meteorological Feature Dataset,CRSMFD)和欧洲中尺度天气预报中心再分析资料(ERA-interim,ERAI)中的T数据由0.1°和0.125°降尺度至0.01°。其次,从精度和图像质量两方面对降尺度后的T数据进行了评价。结果表明,降尺度后的CRSMFD日均T在105个气象站点处RMSE为1.13±1.0K,在三个实验站点的RMSE为0.96K-2.34K。降尺度后的CRSMFD瞬时T在三个实验站点处的RMSE值为1.02K-4.0K。降尺度之后的T与地面站点实测数据的一致性比降尺度之前更好。ERAI在青藏高原降尺度前后都存在较大误差。高时间分辨率的全天候DLR对于净辐射和地表蒸散发估算具有重要意义。为了更好的了解当前不同DLR估算模型在青藏高原的适用性,本文基于地面实测数据对8种常用的DLR晴空估算模型和6种非晴空估算模型进行了测试。测试结果表明,由Dilley and O’Brien和Lhomme等提出的两种模型分别最适用于晴空和非晴空条件。以这两个模型为基础,将中国陆面数据同化系统(China Land Surface Data Assimilation System,CLDAS)提供的气象数据作为输入数据,估算了青藏高原2008-2016年全天候日间逐时的DLR,其空间分辨率为0.0625°。DLR平均RMSE为26.4W/m。再以DLR的估算结果为基础,估算了青藏高原2008-2016年的日间ULR。验证结果显示其平均RMSE为28.7W/m。地表短波辐射包含DSR和USR两个分量。本文首先对CLDAS和中国区域高时空地表太阳辐射数据集(The High-Resolution Surface Solar Radiation Datasets over China,HRSSR)两种产品中的DSR进行了验证。在晴空条件下CLDAS具有更小的不确定性,其平均RMSE低于80.0W/m。在非晴空条件下,CLDAS在青藏高原的精度优于HRSSR,其平均RMSE低于200W/m。本文以CLDAS和地表反照率产品作为基础,估算了USR。估算得到的USR具有较大的不确定性,其主要原因是DSR数据本身存在高估。基于DLR、ULR、DSR、USR的估算结果,本文初步估算了净辐射(Net Radiation,NR)。验证结果表明,其误差范围为75.4W/m到166.7W/m,在个别站点的估算结果具有较大的误差。因为各个分量在估算过程中均有误差出现,DSR不确定性较大,所以通过估算各个辐射分量进而集成得到NR的方法具有较大的不确定性。本文对T、DLR、ULR、DSR、USR等一系列辐射平衡参数进行了优化、估算,并生成了相应的数据。研究成果为青藏高原能量收支、水循环等提供了重要参数。

关键词：近地表气温长波辐射短波辐射辐射平衡青藏高原

青海湖流域瓦颜山湿地辐射平衡和地表反照率变化特征

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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冰川冻土 2018年第6期40卷 1216-1222页

作者：张乐乐高黎明陈克龙青海师范大学地理科学学院青海西宁810008 青海省自然地理与环境过程重点实验室青海西宁810008 青海师范大学科技处青海西宁810008

利用2014年5月至2015年11月青海湖流域瓦颜山湿地观测的辐射资料,综合分析了辐射相关因子的变化特征。结果表明:瓦颜山湿地总辐射和净辐射的最大值都出现在7月,最小值都出现在12月;大气长波辐射最大值出现在8月,最小值出现在12月;地面... 详细信息

利用2014年5月至2015年11月青海湖流域瓦颜山湿地观测的辐射资料,综合分析了辐射相关因子的变化特征。结果表明:瓦颜山湿地总辐射和净辐射的最大值都出现在7月,最小值都出现在12月;大气长波辐射最大值出现在8月,最小值出现在12月;地面长波辐射最大值出现在7月,最小值出现在2月。阴天对总辐射和地面反射辐射削弱作用比较明显,对大气长波辐射增强作用明显,对地面长波辐射和净辐射的影响季节差异性很大。瓦颜山湿地地表反照率的年均值为0. 26。在无积雪覆盖条件下,地表反照率在冻结期明显大于消融期,最大值出现在12月。夏季地表反照率均值为0. 185,略小于下垫面同为草甸的青藏高原唐古拉站。在暖季,土壤水分也是影响高寒湿地地表反照率变化的重要因子,随着表层土壤含水量的增加,地表反照率随之减小。

关键词：辐射平衡地表反照率青海湖流域瓦颜山湿地