【摘要】：本文利用2014年12月到2015年11月,北京325m觀測(cè)塔上7層CO_2渦動(dòng)相關(guān)測(cè)量系統(tǒng)的觀測(cè)數(shù)據(jù),在對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和空缺值填補(bǔ)的基礎(chǔ)上,分析了北京城區(qū)CO_2濃度和通量日變化、季節(jié)、年變化等時(shí)空分布特征,及CO_2濃度和通量與氣象要素之間的關(guān)系。通過(guò)研究這些不間斷且有代表意義的觀測(cè)數(shù)據(jù),能夠更全面了解城市地氣間CO_2交換的模態(tài)變化及人為因素對(duì)CO_2的影響程度。另外,CO_2作為被動(dòng)標(biāo)量,其湍流譜和方差相似性的研究,對(duì)研究城市邊界層內(nèi)湍流輸送機(jī)制,了解、預(yù)測(cè)和緩解城市氣候效應(yīng)有重大意義。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)用EddyPro數(shù)據(jù)處理與通量計(jì)算軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量修正和質(zhì)量控制,后期又對(duì)30 min湍流結(jié)果進(jìn)行了空缺填補(bǔ),得到2014年12月到2015年11月共365d的觀測(cè)資料。(2)城市CO_2濃度和通量都有明顯的日變化、月變化和季節(jié)變化特征,并伴隨人類活動(dòng)呈現(xiàn)周末效應(yīng)和供暖效應(yīng)等。北京城區(qū)是CO_2源,CO_2通量的日變化不如CO_2濃度日變化規(guī)律明顯。隨著高度變化,CO_2濃度和通量有著各自的變化規(guī)律,可以將其廓線擬合成一般公式�？傮w上看,CO_2濃度隨高度的增加而減少;CO_2通量在47m以下為負(fù),47m以上為正。通量在140m以下隨高度的增加而增加;140m以上隨高度的增加而減少。根據(jù)對(duì)二氧化碳時(shí)空分布的分析可知:邊界層二氧化碳受到碳源、氣象要素(溫壓濕風(fēng))、植被狀況、大氣穩(wěn)定度等綜合因素的影響。(3)除了人類活動(dòng)影響外,CO_2濃度和通量與溫度、濕度、風(fēng)、大氣壓強(qiáng)等氣象要素也存在一定的相關(guān)性。總體上,CO_2濃度和通量與氣象要素的關(guān)系:同環(huán)境溫度、水汽濃度呈負(fù)相關(guān),同大氣壓強(qiáng)呈正相關(guān)。隨風(fēng)速的增大CO_2濃度和通量逐漸變小。CO_2濃度與風(fēng)向的關(guān)系不明顯,CO_2通量與冬季風(fēng)向有一定的關(guān)系。(4)歸一化速度譜和CO_2譜在慣性子區(qū)有-2/3的斜率,在低頻區(qū)與穩(wěn)定度參數(shù)(Z/L)有一定的關(guān)系。復(fù)雜地形的城市下墊面的湍流譜結(jié)構(gòu)與平坦地形相比沒(méi)有太大的實(shí)質(zhì)性差異。(5)對(duì)于不穩(wěn)定邊界層,風(fēng)速和溫度的歸一化標(biāo)準(zhǔn)差與穩(wěn)定度之間基本滿足局地相似關(guān)系;但是水汽濃度和CO_2在有些高度不符合1/3定律。穩(wěn)定條件下,三維風(fēng)速基本符合1/3定律。水汽濃度和CO_2與穩(wěn)定度無(wú)關(guān),為常數(shù)。湍流方差特征受觀測(cè)地點(diǎn)、觀測(cè)時(shí)間、下墊面粗糙度等影響。
【學(xué)位授予單位】：成都信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X51
【圖文】：

一個(gè)世界上著名的超大城市。位于華平原，西北部為燕山、太行山山地。（39°58′ N，116°22′ E）位于中國(guó)科學(xué)勝門附近，海拔高度為 49m。建于 1群，反映的還是城郊非均勻下墊面的特現(xiàn)了許多高大建筑群，使氣象塔周圍地塔共建有 15 層觀測(cè)平臺(tái)，本文的研m、200m、280m 七層的開(kāi)路渦動(dòng)相關(guān) Li7500A 和超聲風(fēng)溫儀 Windmaster連續(xù)采集風(fēng)速（u、v、w）、溫度、C器安裝在 2.5m 長(zhǎng)的橫臂上, 七層高度：6°（北偏東）、8°、4°、2°、2°、3°系統(tǒng)如圖 2-1，經(jīng)過(guò)前期的儀器校正、采集數(shù)據(jù)。利用渦動(dòng)相關(guān)方法計(jì)算 3

較高的 AGC 值主要集中在冬季、秋2 的湍流數(shù)據(jù)。測(cè)過(guò)程中，實(shí)際觀測(cè)條件并不理想。尤其在城市這該影響，國(guó)際上通常采用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行修正。坐為二次旋轉(zhuǎn)、三次旋轉(zhuǎn)、平面擬合等，本文采用次旋轉(zhuǎn)是通過(guò)兩次連續(xù)的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)將原始坐標(biāo)系圖 2-2 所示：分別繞 z 軸和 y 軸旋轉(zhuǎn)兩次，使得平63]。兩次旋轉(zhuǎn)角度分別為 和 。表達(dá)式如下：0011arctanarctanvuwu 64]給出的公式可以算出旋轉(zhuǎn)后的通量。

全年不同高度上CO2濃度和風(fēng)頻圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙玉成;;西寧市區(qū)大氣CO_2濃度變化特征及與氣象要素的關(guān)系[J];青海環(huán)境;2014年03期

2 王丙蘭;胡非;程雪玲;朱蓉;;邊界層局地相似理論在草原下墊面的適用性檢驗(yàn)[J];高原氣象;2012年01期

3 張翔;李云波;張學(xué)宏;張永剛;梁新友;姚琪;曲濤;;大連海域近海面湍流結(jié)構(gòu)及譜特征[J];海洋通報(bào);2012年01期

4 陳操操;劉春蘭;田剛;王海華;李錚;;城市溫室氣體清單評(píng)價(jià)研究[J];環(huán)境科學(xué);2010年11期

5 賈慶宇;周廣勝;王宇;劉曉梅;;城市復(fù)雜下墊面供暖前后CO_2通量特征分析[J];環(huán)境科學(xué);2010年04期

6 何文;劉輝志;馮健武;;城市近地層湍流通量及CO_2通量變化特征[J];氣候與環(huán)境研究;2010年01期

7 張強(qiáng);王勝;張杰;王潤(rùn)元;劉宏宜;李巖瑛;;干旱區(qū)陸面過(guò)程和大氣邊界層研究進(jìn)展[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2009年11期

8 楊智;劉勁松;朱以維;董保舉;;云南大理干濕季近地層湍流特征對(duì)比分析[J];氣象科技;2009年04期

9 尹起范;盛振環(huán);魏科霞;史昆波;金慶烈;李善蘭;金芬姬;;淮安市大氣CO_2濃度變化規(guī)律及影響因素的探索[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2009年04期

10 劉明星;張宏升;宋星灼;康凌;陳家宜;;不同下墊面溫度和濕度湍流譜特征研究[J];北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

本文編號(hào)：2752338