發(fā)布時間：2021-11-17 03:02

　　公里尺度蒸散的觀測研究是生態(tài)學(xué)、水文學(xué)等相關(guān)學(xué)科的研究重要分支。華北山區(qū)一直是我國林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的重要區(qū)域。水資源緊缺是制約該地區(qū)人工林發(fā)展、林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)成效持續(xù)發(fā)揮的主要自然要素。從公里尺度上研究蒸散有利于深入分析揭示該地區(qū)蒸散的時空變化特征及影響機制,可為林業(yè)生態(tài)工程、水分承載力等研究提供依據(jù),并為相關(guān)遙感模型的構(gòu)建及驗證提供準確地面實測數(shù)據(jù)。迄今為止,山地森林等非均勻公里尺度蒸散的直接觀測尚無穩(wěn)定、可靠的方法。雙波長（OMS）方法觀測公里尺度蒸散具有可行性,應(yīng)用前景廣闊,但OMS法在有效數(shù)據(jù)篩選、溫濕度交互系數(shù)(R_Tq)求解、相似函數(shù)普適性等方面存在不確定性,需結(jié)合實際觀測下墊面特征進行修正、優(yōu)化。為此,本研究以華北低地山丘栓皮櫟-側(cè)柏-刺槐人工混交林為對象,在2016-2018年主要生長季節(jié)期間（4-10月）,基于OMS法原始觀測數(shù)據(jù),修正觀測區(qū)域下墊面空氣動力學(xué)參數(shù)、雙波長信號飽和界限及修正系數(shù)確定方法,優(yōu)化溫濕度交互系數(shù)(R_Tq)求解方法及相似函數(shù),完善OMS觀測技術(shù)體系,以提高觀測精度。最后基于優(yōu)化后的OMS法,研究分析該... 

【文章來源】：中國林業(yè)科學(xué)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖2-1雙波長方法實驗設(shè)計圖

第三章閃爍儀原始信號的分析與處理26式中A為飽和發(fā)生系數(shù)。確定A值即可判斷閃爍儀是否出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。由式（3.7）可知，近紅外閃爍的飽和現(xiàn)象可通過孔徑尺寸與安裝距離來控制。為探尋近紅外閃爍儀的飽和界限，研究在試驗前期通過實驗方式建立飽和界限判定方法。選擇同時期生產(chǎn)的孔徑為0.075m（記為ZZLAS1）和0.15m（記為ZZLAS）兩套閃爍儀進行實驗。具體試驗設(shè)計如圖3-1所示，圖中各試驗參數(shù)見表3-1所示。圖3-1近紅外閃爍儀的飽和試驗設(shè)計Fig.3-1Set-upofsaturationtestofnear-infraredscintillometer注：T代表發(fā)射端，R代表接收端。ZZLAS表示孔徑為0.15m，ZZLAS1表示孔徑為0.075m。下同。Note:Tmarkstransmitter,andRmarksreceiver.ZZLASdonatesscintillometerwith0.15maperture,whileZZLAS1donateswith0.075maperture.Thesameasbelow.表3-1飽和實驗設(shè)計的儀器安裝信息Table3-1DetailsoflaboratoryinstrumentsforthecampaignofsaturationdeterminteredLAS名稱NameofLAS高度Height安裝地點Set-upsite距離Distance采集器緯度Latitude經(jīng)度LongitudeloggerBLS900T1.6341°45′40.4″N115°41′1.5″E647SPUBLS900R1.6541°46′1.5″N115°41′0.7″EZZLAST1.7541°45′40.4″N115°41′0.9″E650CR1000ZZLASR1.6841°46′1.4″N115°41′0.2″EZZLAS1T1.4941°45′1.3″N115°41′0.1″E646CR1000ZZLAS1R1.4541°45′40.3″N115°41′0.8″EAWS1.541°45′53.0″N115°41′2.0″ECR1000注：AWS表示自動氣象站。Note:AWSisshortforautomaticweatherstation.根據(jù)上述試驗設(shè)計，通過下述兩種辦法進行飽和界限判斷。（1）比值法

第三章閃爍儀原始信號的分析與處理29圖3-2晴天（左圖）陰天（右圖）時BLS900與MWS原始信號Fig.3-2OriginalsignalsofBLS900andMWSinSunny(left)andcloudy(right)day圖3-2表示的是經(jīng)過數(shù)據(jù)質(zhì)量控制后的信號值。從圖中可知所示，晴天時刻微波閃爍儀信號異常值剔除后，信號波動起伏基本不受影響，且信號在較短時間內(nèi)波動明顯；近紅外閃爍儀波動幾乎不受影響。陰天時刻近紅外閃爍儀野點去除明顯，而微波閃爍儀在野點剔除前后基本無變化，這是因為微波的波長大于近紅外波長，當(dāng)外部環(huán)境條件變化時，如塔體輕微晃動、昆蟲對光路產(chǎn)生擾動等現(xiàn)象時，微波閃爍儀與近紅外閃爍儀相比具有較強的抗干擾性。圖3-3質(zhì)量控制后晴天（左圖）陰天（右圖）的BLS900與MWS電壓信號Fig.3-3ControlledsignalsofBLS900andMWSinSunny(left)andcloudy(right)day圖3-3表示的是原始數(shù)據(jù)經(jīng)異常剔除前后閃爍儀信號的概率密度分布示意圖。由圖可知，BLS900發(fā)生異常信號通常是出現(xiàn)在較高電壓信號時，MWS的異常值主要出現(xiàn)在低電壓信號區(qū)。BLS900修正前后信號的偏度與嶠度基本無變化，概率分布密度函數(shù)的尾部延伸的現(xiàn)象在異常值剔除后得到消除，表明BLS900的異常信號出現(xiàn)的頻次較少，并且在選定的時間內(nèi)，該部分異常信號對整體信號的影響并不明顯。異常值剔除前MWS

【參考文獻】：
期刊論文
[1]人工林冠層的湍流微氣象特征[J]. 張功,鄭寧,張勁松,孟平.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2018(06)
[2]區(qū)域尺度蒸散發(fā)遙感估算——反演與數(shù)據(jù)同化研究進展[J]. 尹劍,歐照凡,付強,劉東,邢貞相.  地理科學(xué). 2018(03)
[3]六盤山南側(cè)華北落葉松人工林冠層蒸騰及其影響因子的坡位差異[J]. 王云霓,曹恭祥,王彥輝,徐麗宏,張文軍,王曉江.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2018(05)
[4]基于Penman-Monteith-Leuning遙感模型的西南喀斯特區(qū)域蒸散發(fā)估算[J]. 鐘昊哲,徐憲立,張榮飛,劉梅先.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2018(05)
[5]山地地表蒸散發(fā)遙感估算研究現(xiàn)狀[J]. 趙偉,黃盼,李愛農(nóng).  山地學(xué)報. 2017(06)
[6]基于Penman-Monteith模型和Shuttleworth-Wallace模型對太行山南麓人工林蒸散的模擬[J]. 母艷梅,李俊,同小娟,張勁松,孟平,任博.  北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(11)
[7]ZZLAS型閃爍儀信號飽和界限的確定[J]. 張功,張勁松,施生錦,孟平,黃彬香,鄭寧,李彥磊,才其驤.  中國農(nóng)業(yè)氣象. 2017(07)
[8]北京冬季大風(fēng)過程大氣邊界層特征分析[J]. 杜群,洪鐘祥,劉翔卿.  氣候與環(huán)境研究. 2017(02)
[9]低丘紅壤區(qū)農(nóng)田水熱通量變化特征及氣候?qū)W足跡[J]. 李陽,景元書,秦奔奔.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2017(01)
[10]大氣湍流間歇性對激光測距回波光子數(shù)的影響[J]. 唐美榮,李祝蓮,李語強,湯儒峰.  光學(xué)學(xué)報. 2017(02)

博士論文
[1]民勤綠洲荒漠過渡帶梭梭人工林蒸散研究[D]. 張曉艷.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2016
[2]北方典型草原湍流運動特征及湍流通量測定方法研究[D]. 黃彬香.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]閃爍儀法準確測算森林生態(tài)系統(tǒng)顯熱通量的湍流理論分析[D]. 鄭寧.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2013

碩士論文
[1]自制大孔徑閃爍儀飽和規(guī)律及修正研究[D]. 張功.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]華北低丘南段山地人工林蒸散和水分利用效率的變化特征[D]. 國琳.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2010



本文編號：3500075