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国家自然科学基金(40775017): 作品数：13 被引量：92H指数：7; 相关作者：左洪超陈继伟赵静杨启东董龙翔更多>>; 相关机构：兰州大学中国科学院云南大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划全球变化研究国家重大科学研究计划更多>>; 相关领域：天文地球农业科学动力工程及工程热物理理学更多>>

陆面过程模式TBLSHAW的设计及其在黄土高原地区的模拟研究被引量：3: 2012年; 为了改善陆面过程模式在半干旱地区的模拟能力,在SHAW(Simultaneous Heat and Water Model)模式和CoLM(Common Land Surface Model)模式参数化方案基础上,结合黄土高原SACOL站(Semi-Arid Climate and Environment Observatory of Lanzhou University)得到的部分土壤和近地层的研究结果,利用SHAW模式的动力框架,发展了一个新的陆面过程模式TBLSHAW(Two-Big-Leaf-SHAW)。该模式由一层植被、多层土壤和湍流边界层构成。在植被层主要采取双大叶模型计算能量平衡;土壤层利用水热耦合传输模型计算土壤温度和湿度,并包含了冻融、蒸发及降水渗透等物理过程;湍流边界层采取莫宁—奥布霍夫理论计算湍流通量。最后利用SACOL站获取的观测资料,对TBLSHAW模式进行了模拟检验。结果表明,TBLSHAW模式能够合理地模拟半干旱地区各项陆面过程特征的变化趋势;模拟的土壤温度和土壤湿度与观测值的偏差较小,模式效率和相关系数较高;模拟的净短波辐射及向上长波辐射较好;但是模拟的感热通量、潜热通量与观测值偏差较大,这可能与该地区的能量闭合度较低有关,还有待进一步研究。; 杨启东左洪超董龙翔赵静李强; 关键词：陆面过程模式半干旱区黄土高原

干旱区地膜覆盖农田下垫面反照率的观测研究被引量：6: 2014年; 利用古浪非均匀近地层观测试验中农田站的观测资料,分析地膜覆盖农田的反照率在植物生长过程中的变化,并对其与已有反照率和土壤湿度的变化关系进行了比较。发现地膜覆盖农田的反照率在作物生长初期和茂盛期都不随土壤湿度变化;作物生长初期反照率变化表现为地膜覆盖裸土特征,平均值为0.26;作物生长茂盛期反照率变化表现为植被特征,平均值为0.19。而在作物动态生长过程中,反照率介于0.19～0.26,反照率随土壤湿度增大而增大,这与已有反照率随土壤湿度增大而减小的参数化关系存在显著性差异。; 陈继伟左洪超; 关键词：地表反照率土壤湿度地气相互作用陆面过程参数化干旱区

论近地层大气运动特征与观测和计算能量不平衡的成因被引量：12: 2012年; 本文在已有的研究基础上,从理论上概括了近地层大气运动和能量物质的传输特征,以及近地层能量物质传输的理想模型和实际模型.之后利用兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACOL)连续四年(2006-09～2010-08)中所有5～10月间观测的涡旋相关资料,详细分析了该站近地层的能量传输特征.研究中引入了相对垂直湍强来表征湍流的强度,RIw=w2/(w2+U),并且还采用了资料质量控制的分级处理手段.研究得到如下结论:(1)近地层能量的传输必须满足物质和能量守恒定律,理论上近地层的能量必须是平衡的或者闭合的,但是实际观测的近地层能量只是能量平衡的某种程度的近似,很难达到平衡.(2)近地层的能量闭合率决定于大气运动的状态,总体上近地层能量闭合率随相对垂直湍强增大而增加.(3)通过资料质量控制分级处理表明,资料质量控制的程度可以影响近地层能量闭合率,但是它不能影响近地层能量闭合率决定于大气运动状态的实质.(4)地表热通量的计算方法可以影响近地层能量闭合率,但也不能影响近地层能量闭合率决定于大气运动状态的实质.; 左洪超肖霞杨启东董龙翔陈继伟王树金; 关键词：近地层湍流输送

LAS在西北干旱区荒漠均匀下垫面的观测研究被引量：11: 2013年; 利用"古浪非均匀近地层观测试验"的仪器平行对比观测部分试验数据,首先分析荒漠均匀下垫面大孔径闪烁仪(Large Aperture Scintillometer,LAS)光径线上等间距架设的4台涡动相关仪(EddyCovariance System,EC)观测的摩擦速度和感热通量的一致性。然后,基于4种不同下垫面建立稳定度普适函数分析,利用4台EC观测摩擦速度平均值,计算了LAS观测区域的感热通量,进而比较了LAS和EC两者观测值的差异。结果表明,4台EC观测的摩擦速度与感热通量一致性好,摩擦速度的差别<10%,感热通量的差别在10%左右。4种稳定度普适函数计算的LAS区域感热通量在白天、夜晚与EC观测平均值变化趋势一致,但计算值偏大;TAG(Thiermann and Grassl)稳定度普适函数计算值与EC观测平均值较接近。其主要原因除不同下垫面试验所得稳定度普适函数的差异外,Kipp&Zonen LAS所测感热通量的系统性偏高不可忽视。; 陈继伟左洪超王介民王树金陈伯龙庄少伟

春末黄土高原半干旱区地表能量闭合的观测研究被引量：11: 2010年; 利用兰州大学半干旱气候与环境监测站的连续观测数据,分析了该站的数据质量情况和黄土高原半干旱区的近地层湍流通量特征及地表能量平衡能量闭合状况.结果表明:兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACOL)湍流通量的平均时间取30min为宜.该站利用EdiRe获得的湍流通量较TK2和CR5000数据自动记录器输出的湍流通量结果要好.黄土高原半干旱区近地层湍流能量与地表含水量状况明显相关,地表干燥时感热通量处于主导地位,接近于干旱区的特征;地表湿润时感热通量和潜热通量则相当,接近于湿润地区的特征.地表能量平衡分析表明,兰州大学黄土高原半干旱环境监测站观测的地表能量闭合度高达85%,与已有的观测相比,能量闭合情况属于较好水平.; 肖霞左洪超刘辉志符淙斌黄建平胡隐樵; 关键词：数据质量控制

20cm蒸发皿蒸发量的数学物理模型研究被引量：13: 2013年; 本文以能量守恒原理和边界层梯度输送理论为基础,应用Monin-Obukhov相似函数计算蒸发皿水面感、潜热通量,参数化蒸发皿侧壁热传输能量,建立了一个单层的20cm蒸发皿蒸发模型.之后利用"古浪非均匀近地层观测试验"中连续14天观测的每小时20cm蒸发皿数据对所建模型进行检验.研究分析结果表明:模型能够很好地反映蒸发皿水面与地表之间所形成的非均匀性,合理地概括蒸发皿与周围环境之间的相互作用和蒸发皿蒸发的物理过程.另外,模型成功模拟了蒸发皿蒸发的日变化过程,模拟的日蒸发量均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRER)分别为0.44mm.d-1和3.7%,日蒸发量观测值与模拟值的相关系数为0.998.; 陈伯龙左洪超高晓清杨兴国任鹏程陈继伟; 关键词：能量守恒非均匀下垫面蒸发皿蒸发

带运输时间和一个不可用约束的两台平行机排序被引量：1: 2009年; 考虑了两台平行机的排序问题,其中一台机器带有一个固定的不可用约束区间,任务的加工是不可中断的,而且每一个任务带有一个运输时间,目标函数是最小化最大运输完工时间.这个问题是强NP-难的.提出一个最坏情况比是8/5的多项式时间近似算法,并指出这个界是紧界.同时还用动态规划方法求解该问题.; 陈伯龙; 关键词：运输时间动态规划

近地层能量闭合度对陆面过程模式影响被引量：17: 2012年; 大量近地层观测试验表明,利用涡动相关法观测的湍流通量小于近地层可利用能量,即近地层能量是不闭合的,这种不闭合度一般为20%甚至更高.而陆面过程模式是基于地气间能量平衡建立,并且模式中的湍流边界层参数化方案通常根据实际观测的湍流通量来确定,因此能量不闭合必将对陆面过程模式造成一定的影响.本文利用2007年春季SACOL站的近地层观测资料,依据能量守恒将能量不闭合中的残余能量通过波文比分配到观测的湍流通量中,即修正涡动相关法观测的湍流通量使得近地层能量达到平衡;之后分别利用观测和修正的湍流通量,建立了能量不闭合和闭合情形下的湍流参数化方案,借助陆面过程模式SHAW,通过数值模拟和对比分析方法考察近地层能量闭合度对陆面过程模式的影响.研究结果表明近地层能量闭合对陆面过程模式有显著的影响:在陆面过程数值模拟中,当应用近地层能量不闭合的湍流通量形成的湍流参数化方案时,陆面过程模式会明显高估地表长波辐射及土壤温度;但当应用修正湍流通量使得近地层能量达到闭合形成的湍流参数化方案后,在不改变任何地表土壤物理生化属性的情况下,陆面过程模式能较好地模拟地表长波辐射和土壤温度.; 杨启东左洪超杨扬陈继伟李强赵静; 关键词：湍流通量陆面过程模式

河西地区两种计算粗糙度方法的差异性被引量：2: 2011年; 利用河西地区18个风塔观测资料,采用两种计算粗糙度方法(风向、风速标准差法),计算了风塔处所代表的下垫面粗糙度,并对两种方法的计算结果用多种统计方法进行了对比分析.结果表明:两种方法计算的粗糙度之间存在着显著差异,且随着下垫面非均一程度增加差异也越来越显著.从整体上看风向标准差法在河西地区计算下垫面粗糙度,具有更好的稳定性和适用性;风速标准差法则对主导风向和风速较为敏感,因而适用性较差.; 张文煜刘欣张宇左洪超韩婷婷

LAS在西北半干旱地区的观测分析被引量：1: 2011年; 利用兰州大学半干旱气候与环境观测站2007年夏冬两季LAS观测数据,结合观测站气温、气压及同期的涡动相关仪30 min时间间隔的观测数据,计算分析了西北半干旱地区显热通量的变化特征,并将LAS所测结果与涡动相关仪的测量结果进行了对比分析。结果表明,在西北半干旱地区,夏季的显热通量值整体大于冬季,冬季显热通量的日变化峰值较夏季有明显的滞后性;在类似的天气状况下,夏季测得显热通量的波动要大于冬季;天气状况对LAS的观测结果有着很大的影响,在同一季节晴天显热通量较大,阴天较小;LAS测得显热通量H的值较涡动相关所得H值略微偏大,但LAS与涡动相关仪测得的显热通量有很好的符合性,夏季相关系数为0.95,冬季相关系数为0.98。; 黄山张文煜左洪超刘欣史永义; 关键词：显热通量 LAS 涡动相关仪半干旱地区

国家自然科学基金(40775017)

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