凝结潜热与地表热通量对一次西南低涡暴雨影响分析 被引量：21

1

作者 段海霞 陆维松 毕宝贵 《高原气象》 CSCD 北大核心 2008年第6期1315-1323,共9页

利用PSU/NCAR的非静力中尺度MM5V3模式,对2004年9月四川省及重庆市一次特大暴雨过程进行了凝结潜热与地表热通量的敏感性试验,结果表明:凝结加热与地表热通量通过影响中尺度系统环境场的高低空急流、高低层辐合辐散等动力、热力条件,从... 利用PSU/NCAR的非静力中尺度MM5V3模式,对2004年9月四川省及重庆市一次特大暴雨过程进行了凝结潜热与地表热通量的敏感性试验,结果表明:凝结加热与地表热通量通过影响中尺度系统环境场的高低空急流、高低层辐合辐散等动力、热力条件,从而影响中尺度系统的发展以及中尺度暴雨的发生。 展开更多

关键词 凝结潜热 地表热通量 西南低涡 暴雨

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南京地区地表热通量的遥感反演分析 被引量：14

2

作者 王煜东 赵小艳 +2 位作者 徐向华 牛建龙 王亚戈 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期636-646,共11页

利用南京地区2013年8月11日、2013年10月14日、2014年1月2日和2014年5月26日的4景Landsat 8 OLI/TIRS1B遥感影像,结合地面气象观测资料,借助SEBAL模型反演了南京地区地表热通量,并利用地表温度实测数据进行验证,且与他人研究结果进行了... 利用南京地区2013年8月11日、2013年10月14日、2014年1月2日和2014年5月26日的4景Landsat 8 OLI/TIRS1B遥感影像,结合地面气象观测资料,借助SEBAL模型反演了南京地区地表热通量,并利用地表温度实测数据进行验证,且与他人研究结果进行了比较。结果表明,(1)南京净辐射通量与土壤热通量表现为春季最大,夏季次之,冬季最小;感热通量呈暖季(春、夏)大于冷季(秋、冬)的特征;秋季潜热通量最大,冬季最低,夏春季居中。(2)南京净辐射通量值为长江最高,均值达614.8 W·m^(-2);湖泊与林地次高,均值大于500 W·m^(-2);旧城、草地、农田较高,均值在480~500 W·m^(-2)之间;裸地与新城最低,均低于460 W·m^(-2)。土壤热通量值为旧城、裸地、新城最高,均值在75~85 W·m^(-2)之间;湖泊、农田、草地次之,均值在65~75 W·m^(-2)之间;长江与林地最低,均值低于60 W·m^(-2)。感热通量值为城区最高,均值均高于200 W·m^(-2);林地、裸地、农田、草地次之,均值在100~200 W·m^(-2)之间;水体区域最低,均低于60 W·m^(-2)。潜热通量值为水体区域最高,均值高于400 W·m^(-2);林地、草地、农田、裸地次高,均值在220~320 W·m^(-2)之间;城区潜热通量最低,均低于200 W·m^(-2)。(3)土壤热通量占净辐射的比值除冬季均低于0.1外,其余季节均在0.05~0.25之间;新老城区的感热通量占净辐射比值在四季典型日均高于0.4,除春季的裸地和冬季外,其余土地利用类型均低于0.3,水体区域均低于0.15。潜热通量占净辐射比值为水体区域在四季均高于0.7,新老城区均低于0.5,除春夏季裸地和冬季的林地外,其余土地利用类型均高于0.5。不同土地利用类型的波文比呈现"新城>旧城>裸地>林地>农田>草地>湖泊>长江"的空间分布和"春季>冬季>夏季>秋季"的时间分布。新城区的波文比在四季典型日均为最高,且均值大于1,而水体的均为最低,均值小于0.2。 展开更多

关键词 SEBAL模型 地表热通量 时空分布 遥感反演

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变分方法估算西北半干旱区地表热通量的适用性研究 被引量：2

3

作者 张述文 曹帮军 《高原气象》 CSCD 北大核心 2013年第4期956-963,共8页

利用2009年6-8月兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)的地表辐射观测资料,近地层大气温度、湿度和水平风速的三层梯度观测资料,以及热通量的涡动相关观测,比较了变分法估算的地表热通量与涡动相关观测值间差异,评估了不同相似函数对... 利用2009年6-8月兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)的地表辐射观测资料,近地层大气温度、湿度和水平风速的三层梯度观测资料,以及热通量的涡动相关观测,比较了变分法估算的地表热通量与涡动相关观测值间差异,评估了不同相似函数对变分法估算地表热通量的影响。结果表明,变分法估算的地表热通量在时间变化趋势上与涡动相关观测值一致,但在中午前后时段还存在数值大小差异。不同相似函数对变分法估算热通量的影响不一样:当层结不稳定时,其对热通量估算的影响较大;当层结不稳定变弱时,影响会显著变小;当层结稳定时,影响非常小,与观测误差相比可以忽略。 展开更多

关键词 变分法 涡动相关法 地表热通量 西北半干旱区 相似函数

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上海地区夏季地表热通量特征及其影响因素 被引量：1

4

作者 陆一凡 李勇 +2 位作者 SHIGETOSHI Ipposhi YASUMITSU Nomura 王如竹 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期891-897,共7页

通过土壤温度预报校正(TDEC)法验证了地表下5 mm处测量土壤热通量的准确性,并以此代表地表热通量.总结了上海地区3种典型日(晴天、多云、雨天)地表下5 mm处土壤热通量的日变化情况,并通过控制变量法综合分析不同因素(太阳辐射量、土壤... 通过土壤温度预报校正(TDEC)法验证了地表下5 mm处测量土壤热通量的准确性,并以此代表地表热通量.总结了上海地区3种典型日(晴天、多云、雨天)地表下5 mm处土壤热通量的日变化情况,并通过控制变量法综合分析不同因素(太阳辐射量、土壤含水量、云量等)对土壤热通量的影响.结果表明:土壤热通量的波动晴天时最剧烈,波动范围为-23.62~111.81 W/m^2;随着土壤深度的递减,土壤热通量在多云和雨天的波动范围依次减小;未下雨时太阳辐射量与土壤热通量之间的相关性较强(R^2>0.74);土壤热通量的波动范围随土壤含水量的增加而缩小;在不同典型日,土壤热通量受到不同因素的影响. 展开更多

关键词 地表热通量 太阳辐射量 土壤含水量 土壤温度预报校正法 典型日

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应用MODIS资料对城乡地表热通量的估算

5

作者 王桂玲 蒋维楣 +1 位作者 魏鸣 金赛花 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第1期20-25,共6页

为了揭示城市热岛形成机制,基于MODIS资料,结合自动气象站实测的气象资料,利用地表能量参数化方法估算了地表热通量,分析了城乡地表热通量的空间分布及变化特征.结果表明城乡地气热交换差异明显,与相关文献对比证明该方法是可行、有效的.

关键词 卫星遥感 MODIS 地表热通量 单源模式 城乡地表

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地表热通量的变化对边界层热力对流卷的影响 被引量：2

6

作者 罗霞 黄倩 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第26期6720-6724,共5页

以1995年8月14日在Florida观测(SCMS实验期间)的位温、水汽和风速等为初始化的大涡模拟结果,分析研究了边界层对流卷的发展及地表热通量对边界层热力对流卷的影响。分析了热力对流卷的位温、垂直速度及水汽混合比的关系。结果表明在边... 以1995年8月14日在Florida观测(SCMS实验期间)的位温、水汽和风速等为初始化的大涡模拟结果,分析研究了边界层对流卷的发展及地表热通量对边界层热力对流卷的影响。分析了热力对流卷的位温、垂直速度及水汽混合比的关系。结果表明在边界层对流卷中,上升气流较暖湿,下沉气流较干冷。还研究了边界层对流卷的演变,结果表明当地表热通量增大时,对流会变得非常活跃,对流层发展的高度也会加深。而当地表热通量增大致超过对流卷维持的临界值时,已经无法观察出对流卷的线性特点。利用地表热通量对对流卷形成和消散的敏感性实验模拟结果,分析得出地表热通量改变时,对流卷的组织性和对流的强度发生的相应变化。减小地表热通量时,对流的强度明显减弱。对流卷的组织性较显著。增加地表热通量时,对流的强度增大,对流会变得很不规则,但当地表热通量太大时,已经看不到有组织的对流卷。研究结果表明对流卷的维持需要一定的地表热通量。 展开更多

关键词 边界层对流卷 地表热通量 热力对流 大涡模拟

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黑河流域中游灌区含水层系统异质性对地表热通量和温度的影响模拟 被引量：2

7

作者 陆峥 孙景博 +3 位作者 何源 李宗超 彭书艳 杨晓帆 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2021年第6期7-15,共9页

渗透系数是描述地下含水层系统空间异质性的重要参数,直接影响地下水位和浅层土壤水分分布,并最终间接影响地表辐射收支及地气间能量转换。基于三维物理过程的地下水—陆面过程耦合模型ParFlow-CLM,在黑河流域中游灌区开展数值模拟实验... 渗透系数是描述地下含水层系统空间异质性的重要参数,直接影响地下水位和浅层土壤水分分布,并最终间接影响地表辐射收支及地气间能量转换。基于三维物理过程的地下水—陆面过程耦合模型ParFlow-CLM,在黑河流域中游灌区开展数值模拟实验,分析4种渗透系数情景下地下水位埋深、地表热通量和温度的差异。结果表明,忽略水平方向异质性会降低地表热通量的模拟精度,同时设置水平和垂直方向异质性并考虑包气带—饱水带三维水力特征可提高地表温度的模拟精度;充分考虑土壤和含水层系统异质性能提高分层(尤其是0.2~0.5 m深度土层)土壤温度的模拟精度;土壤和含水层系统异质性对地表热通量和温度的控制作用受到下垫面、地形等环境因素的显著影响,尤其在裸地区域,地表感热通量和温度的模拟结果差异较大。研究结果可为干旱—半干旱地区高时空分辨率水文集成模型的构建提供科学依据。 展开更多

关键词 土壤和含水层系统异质性 渗透系数 水文集成模型 地表热通量 黑河流域中游 农业灌溉

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大涡模拟分析地表热通量对边界层对流卷的影响

8

作者 毛春旭 《现代农业科技》 2020年第23期163-165,168,共4页

本文利用1995年8月14日SCMS外场试验期间的观测资料以及大涡模式模拟的边界层垂直速度数值试验结果,研究边界层对流卷的发展演变和地表热通量对其形式和强度的影响。对观测资料的分析表明,边界层对流卷的上升气流是暖湿气流,下沉气流相... 本文利用1995年8月14日SCMS外场试验期间的观测资料以及大涡模式模拟的边界层垂直速度数值试验结果,研究边界层对流卷的发展演变和地表热通量对其形式和强度的影响。对观测资料的分析表明,边界层对流卷的上升气流是暖湿气流,下沉气流相对干冷。模拟结果表明:当有边界层对流卷存在时,地表热通量越小,对流卷的线性特征越明显,对流强度越弱;随着地表热通量的增大,组织性将减弱,对流运动发展强烈;当地表热通量值增大到维持边界层对流卷的阈值,对流卷的线性特征将消失。 展开更多

关键词 大涡模式 边界层对流卷 地表热通量 线性特征 阈值

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青藏高原地表热通量变化及其对初夏东亚大气环流的影响

9

作者 董敏 朱文妹 徐祥德 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2001年第4期458-468,共11页

应用NCEP地面热通量资料 ,研究了青藏高原地面感热、潜热的气候状况及其与初夏东亚大气环流之间的关系。发现高原地面热通量的异常将影响高原地区上空的垂直运动与辐散辐合运动 ,从而引起东亚地区高度场及风场的异常。同时 ,青藏高原地... 应用NCEP地面热通量资料 ,研究了青藏高原地面感热、潜热的气候状况及其与初夏东亚大气环流之间的关系。发现高原地面热通量的异常将影响高原地区上空的垂直运动与辐散辐合运动 ,从而引起东亚地区高度场及风场的异常。同时 ,青藏高原地区地面热通量与后期东亚地区的环流变化也有密切关系 ,这种关系可为预测东亚地区初夏环流异常提供有意义的指标。 展开更多

关键词 青藏高原 感热通量 潜热通量 大气环流 地表热通量

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青藏高原西部地表热通量输送的低频特征

10

作者 张鹏飞 李国平 尹建昌 《高原气象》 CSCD 北大核心 2009年第3期556-563,共8页

以1997年9月—1998年10月青藏高原西部改则地区自动气象站（AWS）近地层连续观测的梯度资料为基础,计算了高原西部地面感热通量、蒸发潜热通量及地面热源强度,应用Marr小波变换重点分析了地表热通量输送以及与此相关的降水量、土壤湿度... 以1997年9月—1998年10月青藏高原西部改则地区自动气象站（AWS）近地层连续观测的梯度资料为基础,计算了高原西部地面感热通量、蒸发潜热通量及地面热源强度,应用Marr小波变换重点分析了地表热通量输送以及与此相关的降水量、土壤湿度和土壤热通量的周期振荡特征。结果表明：地面感热具有明显的30~60天低频振荡,并且在夏季存在准8天的中期振荡;蒸发潜热和降水量以准双周振荡为主。土壤热通量以30~50天低频振荡为主,夏季还存在准8天的中期振荡;土壤湿度在冬季呈现明显的30~50天低频振荡,夏季则为20~30天的低频振荡。 展开更多

关键词 青藏高原西部 地表热通量 降水量 土壤湿度 低频振荡

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基于GOES数据和弱约束变分的地表水热通量估算 被引量：7

11

作者 刘翔舸 黄健熙 +2 位作者 秦军 王鹏新 徐同仁 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期236-245,245,共10页

基于弱约束的四维变分方法和陆面过程模式发展了一个地表温度的陆面数据同化系统。本文反演了地球静止业务环境卫星(Geostationary operational environmental satellite,GOES)的地表温度,并将反演的地表温度同化入陆面过程模式,改进陆... 基于弱约束的四维变分方法和陆面过程模式发展了一个地表温度的陆面数据同化系统。本文反演了地球静止业务环境卫星(Geostationary operational environmental satellite,GOES)的地表温度,并将反演的地表温度同化入陆面过程模式,改进陆面过程模式中地表水热通量的估算精度。以弱约束的变分方法通过在代价函数中增加弱约束项代替陆面过程模式动力方程组中存在的模式误差,构建新的代价函数并对其优化,从而改善模式中显热与潜热的估算精度。将GOES地表温度与实测地表温度进行比较,其均方根误差(RMSE)作为试验中的观测误差。选择美国通量网AmeriFlux中2个主要农业站点的气象和通量数据作为试验数据,对同化系统进行驱动和验证。结果表明同化后的地表温度、潜/显热估算精度均有提高。其中,各站地表温度RMSE平均仅为1 K,显热通量平均RMSE下降22 W/m2,潜热通量平均RMSE下降26 W/m2。因此结合陆面过程模式的弱约束变分方法同化GOES反演温度产品估算近地表水热通量的方法是有效且可行的。 展开更多

关键词 地表水热通量 弱约束四维变分地球静止业务环境卫星 地表温度反演 近地表陆面过程模式 数据同化

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集合卡尔曼滤波同化估算地表水热通量的研究

12

作者 刘翔舸 王鹏新 +2 位作者 唐伯惠 黄健熙 陶欣 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期393-399,共7页

采用了顺序同化方法,利用集合卡尔曼滤波(EnKF)耦合一个简单陆面过程模型,从而完成了改善地表水热通量估算精度的研究工作。在建立同化系统的过程中,对同化系统的模型误差进行了探讨和设定,并通过已建立的同化系统对EnKF中的集合大小设... 采用了顺序同化方法,利用集合卡尔曼滤波(EnKF)耦合一个简单陆面过程模型,从而完成了改善地表水热通量估算精度的研究工作。在建立同化系统的过程中,对同化系统的模型误差进行了探讨和设定,并通过已建立的同化系统对EnKF中的集合大小设定进行了试验。利用山东禹城试验站提供的站点实测数据与MOD16产品数据,进行同化系统的驱动和通量结果的验证。结果表明,以EnKF方法的数据同化系统能较好地完成对地表水热通量的估算,通过与MODIS ET(MOD16A2)产品的对比试验,证明该方法具有一定的稳定性和适用性,能较准确地对地表水热通量进行估算。 展开更多

关键词 集合卡尔曼滤波 陆面过程模型 地表温度 顺序滤波的同化 地表水热通量

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中美半干旱区地表能量通量变化特征比较 被引量：5

13

作者 李杉 艾丽坤 《高原气象》 CSCD 北大核心 2014年第5期1262-1271,共10页

为了更为全面的认识中美半干旱区域陆气交换过程中地表能量水分循环机制,选取分别位于亚欧大陆和北美大陆上2个不同的典型半干旱区(中国北方半干旱带和北美半干旱区)作为研究区域,从地表通量交换的分析入手,以期全面深入认识半干旱区气... 为了更为全面的认识中美半干旱区域陆气交换过程中地表能量水分循环机制,选取分别位于亚欧大陆和北美大陆上2个不同的典型半干旱区(中国北方半干旱带和北美半干旱区)作为研究区域,从地表通量交换的分析入手,以期全面深入认识半干旱区气候变化的物理机制和特点,进一步分析认识其干旱化趋势。结果表明,感热通量冬季最小,夏季次之;高净辐射、低土壤含水量的季节感热通量一般较高。在40°N以北的测站,降水较多的季节潜热通量较大。1979-2008年30年间,中国东部、东北部的半干旱地区气候变干,且在年代际尺度上可能具有持续干旱化趋势;北美各站点感热通量的长期变化趋势与温度变化的趋势相符,潜热通量和降水有较好的一致性,但站点并没有一致的变干或变湿趋势。中美半干旱区感热的年际变化和趋势明显受温度和平均土壤含水量的影响。潜热通量的年际变化和降水呈正相关,同时也受到温度变化的影响。 展开更多

关键词 半干旱区 地表热通量 降水 土壤含水量

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利用大涡模拟分析地表加热和动力作用对边界层结构的影响 被引量：2

14

作者 张敏 梁捷宁 +1 位作者 张志达 张镭 《高原气象》 CSCD 北大核心 2022年第5期1232-1241,共10页

大气边界层结构影响地气间物质能量交换、污染物扩散及人类健康.边界层结构受地表加热和动力作用影响显著,但实际观测中难以分离每种因素的影响,造成边界层结构和大气湍流参数化的困难.为此,利用中尺度天气模式WRF中的大涡模块WRF-LES,... 大气边界层结构影响地气间物质能量交换、污染物扩散及人类健康.边界层结构受地表加热和动力作用影响显著,但实际观测中难以分离每种因素的影响,造成边界层结构和大气湍流参数化的困难.为此,利用中尺度天气模式WRF中的大涡模块WRF-LES,设置控制试验(Test1),地表热通量试验(Test2)、低层风切变试验(Test3)、地表粗糙度试验(Test4)及同时改变上述变量的试验(Test5),研究地表加热、低层风切变和地表粗糙度对平坦下垫面条件下的边界层结构的影响.模拟结果表明:(1)地表加热增强5倍使边界层升温,对流增强,夹卷层厚度增加120.8%,全边界层湍流动能增加45.7%,热力和动力边界层高度分别增大28.3%和29.9%.强烈的垂直混合作用有利于动量向下传递,使风速在边界层低层增大、中上层减小.(2)低层风切变增大0.5倍,使得热力和动力边界层高度分别增大11.9%和降低6%,夹卷层厚度增大31.2%,全边界层湍流动能增大25.7%.(3)粗糙度增加4倍,对湍流动能的影响主要集中在低层,动力边界层高度变化较小,但摩擦损耗作用使动力边界层内风速减小;同时,增加了边界层顶附近的夹卷作用,使边界层内位温升高.综合来看,地表加热和风切变对湍流动能和边界层结构的影响较为显著,而粗糙度的影响较小且主要集中在边界层低层.模拟结果能在一定程度上反映理想条件下边界层结构的变化特点,对气象因素影响污染扩散过程等问题有指示性意义. 展开更多

关键词 大涡模拟 大气边界层结构 地表热通量 风切变 粗糙度

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陆面与大气边界层热力作用对河西走廊冷锋型沙尘暴的影响 被引量：2

15

作者 李玲萍 李天江 +1 位作者 李岩瑛 胡丽莉 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第2期498-509,共12页

热力作用对河西走廊沙尘源地的起沙过程和沙尘垂直输送具有重要影响,是该地区沙尘暴预报需要考虑的关键因子。为了揭示热力作用对河西走廊冷锋型沙尘暴强度的影响,本文利用ERA5逐时再分析资料和常规气象观测资料,针对发生在河西走廊春... 热力作用对河西走廊沙尘源地的起沙过程和沙尘垂直输送具有重要影响,是该地区沙尘暴预报需要考虑的关键因子。为了揭示热力作用对河西走廊冷锋型沙尘暴强度的影响,本文利用ERA5逐时再分析资料和常规气象观测资料,针对发生在河西走廊春季不同强度冷锋型沙尘暴过程,在有利的大气环流形势背景分析基础上,重点诊断分析了边界层气温、锋生函数和地表热通量等热力机制的异同。结果表明:(1)区域冷锋型沙尘暴强度除受高低空风速影响外,其高空到地面冷暖空气强度和位置,地面热低压中心强度及冷锋过境时间等起着重要作用;(2)午后地表感热通量及其09:00-14:00(北京时)感热通量增幅越大,沙尘暴强度越强,一般、强和特强沙尘暴区感热通量最大值(增幅)分别为367(307)W·m^(-2)、417(360)W·m^(-2)和460(380)W·m^(-2);(3)沙尘暴强度随边界层1.5 km以下爆发前一天增温和爆发前后一天升(降)温差增大而增强,一般、强和特强沙尘暴升温(升降温差)分别为2.9(-16.5)℃、4.9(-17.0)℃和7.9(-22.8)℃;(4)锋生强度越强或者锋生高度越高,沙尘暴越强,一般、强和特强沙尘暴锋生强度分别为208×10^(-10)、477×10^(-10)和588×10^(-10) K·m^(-1)·s^(-1),锋生高度分别为767、686和450 hPa。本文研究结果对河西走廊沙尘暴发生发展的陆面热力特征有一定科学认识,为有效提高沙尘暴预报预警准确率提供新的思路和技术方法。 展开更多

关键词 河西走廊 冷锋型沙尘暴 边界层结构 锋生函数 地表热通量

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3种土壤热通量计算方法对观测数据偏差的敏感性分析 被引量：2

16

作者 郭阳 左洪超 +3 位作者 王扶斌 谢祥永 陈伯龙 董龙翔 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期183-190,共8页

基于干旱区均匀裸土下垫面的辐射观测数据和两组土壤观测数据,分别使用PlateCal法、谐波法和TDEC法计算了地表土壤热通量(G0),发现不同方法计算的G0差异达3%~11%.分析了3种方法所需输入数据(长波辐射、土壤温度、土壤含水量和土壤热通量... 基于干旱区均匀裸土下垫面的辐射观测数据和两组土壤观测数据,分别使用PlateCal法、谐波法和TDEC法计算了地表土壤热通量(G0),发现不同方法计算的G0差异达3%~11%.分析了3种方法所需输入数据(长波辐射、土壤温度、土壤含水量和土壤热通量)的观测偏差,其中5 cm土壤含水量的观测偏差较大(约20%~30%),长波辐射的观测偏差较小(约1%~2%).分析不同方法计算的G0对观测资料偏差的敏感性,结果表明PlateCal法对5 cm土壤热通量和5 cm土壤温度的观测偏差较敏感,而谐波法和TDEC法对5 cm土壤温度的观测偏差最敏感.两组观测数据计算的G0差异显著,PlateCal法、谐波法和TDEC法的差异分别为11%、20%和16%,主要是由计算方法所需输入物理量的观测偏差和计算方法对各物理量的敏感性共同决定的. 展开更多

关键词 地表土壤热通量 相对偏差 敏感性分析

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最大熵增模型在业务数值预报系统中的应用研究

17

作者 张亦洲 张瑞 +4 位作者 赵平 苗世光 王迎春 全继萍 贾春晖 《气象学报》 北大核心 2025年第2期350-365,共16页

准确计算地表热通量对理解陆-气相互作用和提升天气预报、预测能力具有十分重要的科学意义和实用价值。目前数值天气预报模式中普遍采用的基于莫宁-奥布霍夫相似理论(Monin-Obukhov Similarity Theory,MOST)计算地表热通量的方法具有局... 准确计算地表热通量对理解陆-气相互作用和提升天气预报、预测能力具有十分重要的科学意义和实用价值。目前数值天气预报模式中普遍采用的基于莫宁-奥布霍夫相似理论(Monin-Obukhov Similarity Theory,MOST)计算地表热通量的方法具有局限性,而国际上近年来提出的用最大熵增(Maximum Entropy Production,MEP)模型计算地表热通量的方法具有优势并取得较好效果,越来越广泛地应用于陆-气交换过程研究。为了评估MEP模型在业务数值预报系统中的适用性,以及其与模式系统中现有常用地表热通量计算方法的差异,研究将MEP模型引入北京市气象局现有业务数值预报系统(CMA-BJ模式),用于计算地表感热、潜热和土壤热通量,替换模式中原有基于MOST的方法。针对2022年6—8月开展模拟试验,评估业务数值预报系统采用MEP模型后对陆面和大气要素及降水的预报效果。结果表明:在CMA-BJ模式中采用MEP模型,能够显著改善模式对地表能量平衡及陆面和边界层热、动力过程的模拟,提高模式对边界层内温度、湿度和风的模拟能力,最终提高降水尤其是强降水的预报准确度,华北地区和长江流域暴雨的TS(Threat Score)评分分别提高了20%和10%,预报降水的日变化特征也与实况更接近、相关系数更大。这些结果表明,将MEP模型应用于数值天气预报模式及相关业务系统是可行的。 展开更多

关键词 最大熵增模型 地表热通量 数值天气预报模式 降水

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近岸攻击中沿海地表背景温度场建模研究 被引量：1

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作者 马登武 王超 《红外技术》 CSCD 北大核心 2012年第7期416-421,共6页

空舰导弹红外导引头识别近岸攻击舰船目标时,沿海地表复杂的红外辐射对导引头识别舰船目标造成了障碍。根据沿海地表的特点,建立了沿海地表背景温度场计算模型,研究了太阳、大气、海面等对沿海地表红外辐射的影响,选择了3种典型的沿海地... 空舰导弹红外导引头识别近岸攻击舰船目标时,沿海地表复杂的红外辐射对导引头识别舰船目标造成了障碍。根据沿海地表的特点,建立了沿海地表背景温度场计算模型,研究了太阳、大气、海面等对沿海地表红外辐射的影响,选择了3种典型的沿海地表,对其温度日变化情况进行了数值计算,给出了初步的计算结果。经过与实测值的比较表明,所建模型可以较好地模拟沿海地表温度随各气象参数的变化情况。 展开更多

关键词 沿海地表 辐射通量 热平衡方程 地表热通量

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南亚高压强度的年代际变化及可能原因分析 被引量：10

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作者 杨光 李崇银 谭言科 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2013年第4期529-539,共11页

利用NCEP/NCAR再分析资料和NOAA ERSST海温资料,对夏季南亚高压的年代际变化特征及其可能机制进行了分析。结果表明,南亚高压由弱到强的年代际转折发生在1970年代末,或者说南亚高压强度在1978年前后发生了年代际突变。对南亚高压偏弱和... 利用NCEP/NCAR再分析资料和NOAA ERSST海温资料,对夏季南亚高压的年代际变化特征及其可能机制进行了分析。结果表明,南亚高压由弱到强的年代际转折发生在1970年代末,或者说南亚高压强度在1978年前后发生了年代际突变。对南亚高压偏弱和偏强两个阶段的对比分析表明,大气环流(包括风场、温度场和垂直运动场等)的异常形势和特征显著不同,几乎是相反的。夏季地表潜热通量异常的分析说明,夏季高原(特别是高原西北部)的地表热通量异常对南亚高压强度的年代际变化有重要影响;相对而言,地表感热通量异常可能对南亚高压强度的年代际变化起更重要作用。夏季热带印度洋海温的全区一致型模态在1970年代末也发生了明显的年代际变化,与南亚高压强度的年代际异常有很好的一致性,表明夏季热带印度洋海温一致型模态异常对南亚高压年代际变化有影响。 展开更多

关键词 南亚高压 年代际变化 大气环流 地表热通量 印度洋海温

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利用最大熵增方法估计青藏高原地面热源

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作者 李娜 赵平 《气象学报》 2025年第4期1085-1096,共12页

研制能够满足气候监测和预测业务时效需求、覆盖时间长且准确度较高的青藏高原地区地面热源数据集(包括地表感热通量(SH)和潜热通量(LE))有科学价值和实际意义。在多种大气再分析资料中,NCEP-Ⅱ大气再分析资料能够满足气候监测与预测业... 研制能够满足气候监测和预测业务时效需求、覆盖时间长且准确度较高的青藏高原地区地面热源数据集(包括地表感热通量(SH)和潜热通量(LE))有科学价值和实际意义。在多种大气再分析资料中,NCEP-Ⅱ大气再分析资料能够满足气候监测与预测业务时效,但其基于经典莫宁-奥布霍夫相似理论计算的SH和LE误差较大。虽然以往的研究已经采用最大熵增模型(Maximum Entropy Production,MEP)以及卫星遥感和大气再分析等多源数据建立了青藏高原地区SH和LE数据集,然而这些数据集的时间较短且不能满足气候监测、预测业务的时效需求,因此采用MEP和能够满足气候监测和预测时效的NCEP-Ⅱ大气再分析资料的日平均地表净辐射、地表温度和表层土壤含水量数据,建立了1980-2023年青藏高原地区SH和LE的格点数据集,用青藏高原地面加密观测站资料验证了新建数据集的可靠性,并分析SH和LE的时、空变化特征。结果表明:用MEP计算的月平均SH(SHMEP)和LE(LEMEP)与观测的相关系数分别为0.93和0.82,均方根误差分别为11.91和13.80 W/m^(2),优于ERA5、ERAInterim、MERRA-2、JRA-55和NCEP-Ⅱ大气再分析资料的SH和LE,能够满足气候监测和预测业务时效及质量需求。分析表明,1980-2023年夏季青藏高原SHMEP呈现显著的下降趋势(−0.48 W/(m^(2)·10 a)),而LEMEP呈现不显著的上升趋势。 展开更多

关键词 最大熵增模型 青藏高原 地表热通量

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