【摘要】：利用中國(guó)科學(xué)院黃河源區(qū)氣候與環(huán)境綜合觀測(cè)研究站提供的瑪曲站2011年12月-2012年3月的觀測(cè)資料分析了黃河源區(qū)局地雪面近地層微氣象場(chǎng)、輻射和能量收支平衡特征,其后利用單點(diǎn)模式Noah_LSM,采用敏感性數(shù)值試驗(yàn)的方法研究了積雪、地表植被和風(fēng)速對(duì)局地微氣象場(chǎng)、輻射、感熱通量及潛熱通量的影響,主要結(jié)論如下:1)瑪曲站從2011年12月到2012年3月的月平均太陽凈輻射值分別為345、386、412和544W/m2,三次積雪過程期間的日照強(qiáng)度和土壤凍融狀態(tài)存在差異。白天的溫度梯度值小于夜間的,其中白天7.17m以下平均為-0.3℃/m,該高度以上為-0.1℃/m。夜間7.17m以下的平均溫度梯度為0.6℃/m,以上為0.2℃/m。當(dāng)?shù)乇碛蟹e雪覆蓋時(shí),早上溫度隨高度減小的趨勢(shì)比無雪覆蓋時(shí)落后一小時(shí)出現(xiàn),傍晚溫度隨高度增大的趨勢(shì)提前1小時(shí)出現(xiàn)。有積雪的白天氣溫變化幅度比無雪時(shí)小,由于第二次積雪過程中風(fēng)速較大,晴天氣溫變化幅度較小。此外,晴天白天4.2-7.17m溫度梯度絕對(duì)值比2.35-4.2m大,當(dāng)有積雪覆蓋時(shí)偏大幅度明顯增大,這可能是由于觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)外下墊面植被覆蓋不同而引起的溫度平流使4.2m偏暖所致。2)三次降雪過程前后,向上、下長(zhǎng)波輻射隨時(shí)間的變化趨勢(shì)較為一致,向下的長(zhǎng)波輻射要小于向上長(zhǎng)波輻射。三次降雪過程后凈短波輻射較降雪前平均減小了146、11和8 W/m2,凈長(zhǎng)波輻射絕對(duì)值分別減小了66、27和17 W/m2,凈輻射分別減小了81、38和5 W/m2。在整個(gè)觀測(cè)期內(nèi),當(dāng)?shù)乇碛蟹e雪覆蓋時(shí),感熱通量明顯減小,潛熱通量在前兩次積雪期內(nèi)由于氣溫較低變化不明顯,第三次過程潛熱通量大于前兩次過程,其峰值達(dá)120W/m2,但感潛熱通量之和小于第二次過程,這可能是由于此次過程期間土壤開始融化,地表升溫較慢,地-氣溫差減小,感熱較小。三次降雪前、后波文比均大于1,這意味著近地層以感熱通量交換為主。3)利用Noah_LSM模式對(duì)青藏高原高寒地區(qū)的數(shù)值試驗(yàn)表明,該模式能較好地模擬出近地層有關(guān)物理量的變化特征。模式也能很好的模擬出土壤溫度狀況,只是模擬的淺層10cm土壤溫度略低。4)不考慮降雪覆蓋敏感性試驗(yàn)表明:當(dāng)在模式中不考慮有積雪覆蓋時(shí),模擬的凈輻射值略大于控制試驗(yàn)的,感潛熱通量、氣溫和土壤溫度也均大于控制試驗(yàn)的模擬結(jié)果,隨著土壤層的加深,土壤溫度的增加幅度逐漸減小,積雪覆蓋對(duì)深層土壤溫度的影響也越小;無積雪覆蓋時(shí),模擬的10cm土壤溫度在白天高于有積雪覆蓋時(shí)的模擬結(jié)果,夜間則相反,這說明在夜間積雪覆蓋對(duì)土壤有保溫作用。5)改變地表植被覆蓋類型的敏感性試驗(yàn)表明:裸露地表下的凈輻射、氣溫在白天普遍高于有植被覆蓋下的結(jié)果,感、潛熱通量值在有植被覆蓋時(shí)偏高于裸地情形下的結(jié)果,而當(dāng)?shù)乇碛蟹e雪覆蓋時(shí),植被覆蓋下的氣溫比裸地覆蓋的氣溫偏小幅度比無雪時(shí)大,這是因?yàn)橹脖桓采w下的地表反照率較低,吸收的能量較多,用于感潛熱通量交換的能量較多,而受土壤比熱小的影響,植被覆蓋的地表溫度小于裸地,進(jìn)而使氣溫也偏小于裸地上的氣溫,當(dāng)?shù)乇碛蟹e雪覆蓋時(shí),有植被覆蓋的雪面相比于裸地,積雪更容易融化,積雪融化需要吸熱,地表溫度更低。這與觀測(cè)結(jié)果顯示的4.2m偏暖特征一致,這可能意味著觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)外植被分布不均是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因。6)觀測(cè)表明,2月18日較大的風(fēng)速是造成較大的潛熱通量和負(fù)感熱通量的一個(gè)原因。風(fēng)場(chǎng)的敏感性試驗(yàn)表明:將2月18日6m的風(fēng)場(chǎng)從13m/s左右減小到2月17日3m/s左右的量級(jí)后,模擬的潛熱通量將減小140W/m2左右,負(fù)感熱通量將增加80W/m2左右,但在16:00-18:00依然有負(fù)值出現(xiàn),而當(dāng)2月18日的風(fēng)速為0m/s后,沒有負(fù)感熱存在,這說明較大的風(fēng)速是導(dǎo)致2月18日積雪過程中出現(xiàn)大的潛熱通量和負(fù)感熱通量的一個(gè)原因。
【圖文】：

背景下演變特征�，斍h位于甘南藏族自治州西南部，在青藏高原的東北邊緣地帶，位于甘肅、青海及四川三省的交接處。瑪曲縣獨(dú)特的地理位置使得該地區(qū)氣候?qū)儆诟吆疂駶?rùn)型，，氣候寒冷是其主要的特征，且四季沒有明顯的區(qū)別（圖 2.1）。因瑪曲地區(qū)氣候寒冷，降雪過程發(fā)生的次數(shù)比較多，地表主要以高寒草甸類和高寒草原類草地為主，在稀疏植被覆蓋下大面積分布著季節(jié)性凍土。

圖 3.1 2011 年 12 月-2012 年 3 月觀測(cè)期內(nèi)瑪曲太陽輻射（a、W/m2）、2.23m 氣溫（b、℃）、感潛熱通量分布（c-d、W/m2）a）b）
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P339

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