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大孔径闪烁仪观测中的相似理论适用性分析
被引量:
5
1
作者
郭伟
刘寿东
+1 位作者
刘绍民
徐自为
《高原气象》
CSCD
北大核心
2013年第4期944-955,共12页
利用2009年馆陶站(1-12月)和阿柔站(1-6月和10-11月)的大孔径闪烁仪LAS相关数据,分析了LAS观测中莫宁—奥布霍夫相似理论MOST理论的适用性,并探讨了MOST理论适用性的定量判断方法。结果表明:(1)在不稳定条件下,大尺度涡旋运动、大气湍...
利用2009年馆陶站(1-12月)和阿柔站(1-6月和10-11月)的大孔径闪烁仪LAS相关数据,分析了LAS观测中莫宁—奥布霍夫相似理论MOST理论的适用性,并探讨了MOST理论适用性的定量判断方法。结果表明:(1)在不稳定条件下,大尺度涡旋运动、大气湍流发展状况和温度尺度都能对MOST理论适用性产生显著影响;(2)确立了两种新的MOST理论适用性判断方法,即因子分析法和温度结构参数法,并验证了这两种判断方法是合理、可靠的。
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关键词
大孔径闪烁仪
莫宁-奥布霍夫相似理论
因子分析法
温度结构参数法
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职称材料
亚热带典型森林下垫面大气层结变化规律及其对潜在蒸散发估算的影响
被引量:
1
2
作者
郭宝
刘梅先
+3 位作者
杜虎
林凯荣
罗威
涂新军
《地理科学》
CSSCI
CSCD
北大核心
2024年第2期359-367,共9页
为评估忽略大气稳定性对潜在蒸散发(Potential Evapotranspiration,PET)估算的影响,本文以亚热带森林下垫面为例,结合涡动相关观测及莫宁-奥布霍夫相似原理,探讨了冠层上方大气层结变化规律,比较了基于中性假设和考虑大气稳定性影响的PE...
为评估忽略大气稳定性对潜在蒸散发(Potential Evapotranspiration,PET)估算的影响,本文以亚热带森林下垫面为例,结合涡动相关观测及莫宁-奥布霍夫相似原理,探讨了冠层上方大气层结变化规律,比较了基于中性假设和考虑大气稳定性影响的PET之间的差异。结果表明:①中性、稳定和不稳定3种大气层结具有明显的日内与季节变化特征,不稳定层结在中午居多,稳定层结在早晨和傍晚居多,而中性层结在昼间均有分布;同时,春夏两季的不稳定层结高频时段较长,而秋冬两季相对较短;总体上,观测期内不稳定、中性和稳定3种层结平均占比分别为41.4%、34.7%与24.0%。②基于中性假设的空气动力学阻力估算方法在一定程度上高估了空气动力学阻力,导致PET存在低估现象(RMSE=25.82 W/m^(2)),且误差偏离随着PET增大而愈加明显。③在当地条件下当量空气动力学阻力r_(a)与风速呈显著的指数关系(r_(a)=7.83u^(-2.92)+32.66,R^(2)=0.50,P<0.05,N=394),基于该关系估算的PET相对于中性假设而言具有更高的精度(R^(2)提高了3.26%,RMSE降低了19.83%)。
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关键词
大气稳定度
潜在蒸散发
空气动力学阻力
莫宁
-
奥布霍夫
相似
原理
涡度相关
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职称材料
基于光闪烁法的区域平均显热通量测量系统
被引量:
1
3
作者
田勇志
刘建国
+3 位作者
曾宗泳
程寅
宋雪梅
张亮
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第12期1350-1354,共5页
获取区域的平均显热通量对水文、气象、农业有着非常重要的意义,光学仪器相比传统的仪器在测量结果代表性上有很大的优势。基于大气折射率结构常数与显热通量的关系,设计了测量大气折射率结构常数的大口径闪烁仪和反演显热通量的软件系...
获取区域的平均显热通量对水文、气象、农业有着非常重要的意义,光学仪器相比传统的仪器在测量结果代表性上有很大的优势。基于大气折射率结构常数与显热通量的关系,设计了测量大气折射率结构常数的大口径闪烁仪和反演显热通量的软件系统。用闪烁仪测量的结构常数和其他标准的气象观测(空气温度、风速、大气压力)联合起来反演地表显热通量。该仪器由一个调制的光源发射端,两个接收端组成,包括调制解调、电路滤波、数据采集、数据处理和显示单元。通过在中科院封丘农业生态站的外场实验,与传统标准仪器涡动相关仪所测显热通量对比,白天的数据相关性达到0.9以上,很好的证明该光学测量方法的科学性和可靠性,在水文、气象和农业等领域有很好的应用前景。
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关键词
大气光学
显热通量
光闪烁法
莫宁-奥布霍夫相似理论
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职称材料
一种基于星载遥感的碳通量直接测量方法
被引量:
1
4
作者
吕蒙
张思勃
+1 位作者
王磊
姚伟
《中国空间科学技术》
CSCD
北大核心
2023年第4期137-148,共12页
目前全球尺度碳通量监测主要通过地基原位CO_(2)通量与浓度测量,结合星载遥感CO_(2)浓度等数据源,经过一系列的同化算法加以实现。考虑到原位测量覆盖范围有限,提出一种基于星载遥感的碳通量直接测量方法。基于湍流一阶闭合理论,采用水...
目前全球尺度碳通量监测主要通过地基原位CO_(2)通量与浓度测量,结合星载遥感CO_(2)浓度等数据源,经过一系列的同化算法加以实现。考虑到原位测量覆盖范围有限,提出一种基于星载遥感的碳通量直接测量方法。基于湍流一阶闭合理论,采用水平风廓线-CO_(2)浓度廓线双廓线模型,结合莫宁-奥布霍夫相似理论实现对CO_(2)通量的直接测量。其中水平风廓线通过双视向激光雷达采用多普勒相干测风反演得到,CO_(2)浓度廓线则基于激光雷达的差分吸收原理进行探测。基于星载激光雷达的双廓线探测方案目前可达1 m/s的测风精度和10-6的CO_(2)浓度探测精度。通过廓线模型初步分析发现:在较强碳源(例如近地面CO_(2)浓度差>10-5)的下垫面及中性大气条件下可满足目前科学应用对通量数据的精度需求,即实现25%以内的CO_(2)通量测量的不确定度。该方法总体上可提供大尺度碳通量观测数据,作为地基CO_(2)通量测量的有益补充。
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关键词
碳通量测量
莫宁-奥布霍夫相似理论
星载遥感
湍流闭合
理论
多普勒相干测风
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职称材料
内蒙古草原近地层垂直风速廓线的观测研究
被引量:
9
5
作者
龚玺
朱蓉
+3 位作者
范广洲
李泽椿
马文通
周荣卫
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第4期711-722,共12页
利用中国国家气候中心2009-2010年在内蒙古锡林浩特开展的100 m铁塔大气湍流观测数据,分析了不同稳定度条件下的垂直风廓线变化特征,并在局地相似理论基础上建立了垂直风廓线表达式。结果表明:(1)内蒙古草原近地层大气中,不稳定层结和...
利用中国国家气候中心2009-2010年在内蒙古锡林浩特开展的100 m铁塔大气湍流观测数据,分析了不同稳定度条件下的垂直风廓线变化特征,并在局地相似理论基础上建立了垂直风廓线表达式。结果表明:(1)内蒙古草原近地层大气中,不稳定层结和稳定层结条件发生的概率远高于中性和弱不稳定、弱稳定层结的发生概率。(2)稳定层结时,大气特性在垂直方向上变化较明显,需要按照不同的高度层分别研究其风速的变化规律。根据内蒙古锡林浩特草原大气湍流观测资料得到,稳定层结时的无因次风速梯度随稳定度ξ的变化关系可以表达为1+β_mξ,其中β_m的取值与距地面高度有关:30 m高度及以下,β_m取4.3-5.4;高度在(30 m,50 m],β_m取2.9-3.4;50 m及以上高度,β_m取2.0-2.9。
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关键词
垂直风速廓线
大气稳定度
相似
理论
莫宁
-
奥布霍夫
长度
无因次风速梯度
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职称材料
北京城市下垫面动力学参数的计算与分析
被引量:
2
6
作者
肯巴提.波拉提
李煜斌
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2017年第4期570-576,共7页
采用北京325 m铁塔2008—2012年的单层超声观测资料,基于莫宁-奥布霍夫相似理论(Monin-Obukhov similarity theory)和前人提出的最小误差分析方法,计算了铁塔周边下垫面的零平面位移高度和动力粗糙度长度。结果表明,由于铁塔位于北京市...
采用北京325 m铁塔2008—2012年的单层超声观测资料,基于莫宁-奥布霍夫相似理论(Monin-Obukhov similarity theory)和前人提出的最小误差分析方法,计算了铁塔周边下垫面的零平面位移高度和动力粗糙度长度。结果表明,由于铁塔位于北京市区,其周边下垫面呈现极其复杂的非均匀性,所以对应铁塔周边不同的扇区,零平面位移高度和动力粗糙度长度各有不同。平均而言,在2008—2012年间,铁塔周边下垫面的零平面位移高度为34.4 m,动力粗糙度长度为1.16 m。此外,综合前人的计算结果发现,铁塔周边的零平面位移高度和动力粗糙度长度在2001年之前呈显著增加的趋势,而在2001年以后并未增长,这一现象与铁塔周边的城市化进程相对应。
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关键词
莫宁
一
奥布霍夫
相似
理论
城市下塾面
零平面位移高度
动力粗糙度长度
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职称材料
题名
大孔径闪烁仪观测中的相似理论适用性分析
被引量:
5
1
作者
郭伟
刘寿东
刘绍民
徐自为
机构
南京信息工程大学大气环境中心
北京师范大学遥感科学国家重点实验室/地理学与遥感科学学院
福建省气象服务中心
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2013年第4期944-955,共12页
基金
国家自然科学基金重大研究计划“黑河流域生态-水文过程集成研究”重点项目“黑河流域生态-水文过程综合遥感观测试验:水文气象要素与多尺度蒸散发观测”(91125002)
中央高校基本科研业务费专项
长江学者和创新团队发展计划
文摘
利用2009年馆陶站(1-12月)和阿柔站(1-6月和10-11月)的大孔径闪烁仪LAS相关数据,分析了LAS观测中莫宁—奥布霍夫相似理论MOST理论的适用性,并探讨了MOST理论适用性的定量判断方法。结果表明:(1)在不稳定条件下,大尺度涡旋运动、大气湍流发展状况和温度尺度都能对MOST理论适用性产生显著影响;(2)确立了两种新的MOST理论适用性判断方法,即因子分析法和温度结构参数法,并验证了这两种判断方法是合理、可靠的。
关键词
大孔径闪烁仪
莫宁-奥布霍夫相似理论
因子分析法
温度结构参数法
Keywords
Large Aperture Scintillometer
Monin
-
Obukhov similarity theory
Factor analysis method
Temperature structure parameter method
分类号
P404 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
亚热带典型森林下垫面大气层结变化规律及其对潜在蒸散发估算的影响
被引量:
1
2
作者
郭宝
刘梅先
杜虎
林凯荣
罗威
涂新军
机构
中山大学土木工程学院
中国科学院亚热带农业生态研究所
出处
《地理科学》
CSSCI
CSCD
北大核心
2024年第2期359-367,共9页
基金
国家自然科学基金项目(42371029)
广东省基础与应用基础研究基金-卓越青年团队项目(2023B1515040028)资助。
文摘
为评估忽略大气稳定性对潜在蒸散发(Potential Evapotranspiration,PET)估算的影响,本文以亚热带森林下垫面为例,结合涡动相关观测及莫宁-奥布霍夫相似原理,探讨了冠层上方大气层结变化规律,比较了基于中性假设和考虑大气稳定性影响的PET之间的差异。结果表明:①中性、稳定和不稳定3种大气层结具有明显的日内与季节变化特征,不稳定层结在中午居多,稳定层结在早晨和傍晚居多,而中性层结在昼间均有分布;同时,春夏两季的不稳定层结高频时段较长,而秋冬两季相对较短;总体上,观测期内不稳定、中性和稳定3种层结平均占比分别为41.4%、34.7%与24.0%。②基于中性假设的空气动力学阻力估算方法在一定程度上高估了空气动力学阻力,导致PET存在低估现象(RMSE=25.82 W/m^(2)),且误差偏离随着PET增大而愈加明显。③在当地条件下当量空气动力学阻力r_(a)与风速呈显著的指数关系(r_(a)=7.83u^(-2.92)+32.66,R^(2)=0.50,P<0.05,N=394),基于该关系估算的PET相对于中性假设而言具有更高的精度(R^(2)提高了3.26%,RMSE降低了19.83%)。
关键词
大气稳定度
潜在蒸散发
空气动力学阻力
莫宁
-
奥布霍夫
相似
原理
涡度相关
Keywords
atmospheric stability
potential evapotranspiration
aerodynamic resistance
Monin
-
Obukhov similarity theory
eddy covariance
分类号
P339 [天文地球—水文科学]
P421 [天文地球—大气科学及气象学]
P426.2 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
基于光闪烁法的区域平均显热通量测量系统
被引量:
1
3
作者
田勇志
刘建国
曾宗泳
程寅
宋雪梅
张亮
机构
中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室
出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第12期1350-1354,共5页
基金
中国科学院知识创新工程重要方向项目(No.KZCX-YW-411)资助
文摘
获取区域的平均显热通量对水文、气象、农业有着非常重要的意义,光学仪器相比传统的仪器在测量结果代表性上有很大的优势。基于大气折射率结构常数与显热通量的关系,设计了测量大气折射率结构常数的大口径闪烁仪和反演显热通量的软件系统。用闪烁仪测量的结构常数和其他标准的气象观测(空气温度、风速、大气压力)联合起来反演地表显热通量。该仪器由一个调制的光源发射端,两个接收端组成,包括调制解调、电路滤波、数据采集、数据处理和显示单元。通过在中科院封丘农业生态站的外场实验,与传统标准仪器涡动相关仪所测显热通量对比,白天的数据相关性达到0.9以上,很好的证明该光学测量方法的科学性和可靠性,在水文、气象和农业等领域有很好的应用前景。
关键词
大气光学
显热通量
光闪烁法
莫宁-奥布霍夫相似理论
Keywords
atmospheric optics
sensible heat flux
the scintillation method
Monin
-
Obukov similarity theory
分类号
X851 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
一种基于星载遥感的碳通量直接测量方法
被引量:
1
4
作者
吕蒙
张思勃
王磊
姚伟
机构
中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室
出处
《中国空间科学技术》
CSCD
北大核心
2023年第4期137-148,共12页
基金
科工局某预研项目(D040107)。
文摘
目前全球尺度碳通量监测主要通过地基原位CO_(2)通量与浓度测量,结合星载遥感CO_(2)浓度等数据源,经过一系列的同化算法加以实现。考虑到原位测量覆盖范围有限,提出一种基于星载遥感的碳通量直接测量方法。基于湍流一阶闭合理论,采用水平风廓线-CO_(2)浓度廓线双廓线模型,结合莫宁-奥布霍夫相似理论实现对CO_(2)通量的直接测量。其中水平风廓线通过双视向激光雷达采用多普勒相干测风反演得到,CO_(2)浓度廓线则基于激光雷达的差分吸收原理进行探测。基于星载激光雷达的双廓线探测方案目前可达1 m/s的测风精度和10-6的CO_(2)浓度探测精度。通过廓线模型初步分析发现:在较强碳源(例如近地面CO_(2)浓度差>10-5)的下垫面及中性大气条件下可满足目前科学应用对通量数据的精度需求,即实现25%以内的CO_(2)通量测量的不确定度。该方法总体上可提供大尺度碳通量观测数据,作为地基CO_(2)通量测量的有益补充。
关键词
碳通量测量
莫宁-奥布霍夫相似理论
星载遥感
湍流闭合
理论
多普勒相干测风
Keywords
carbon flux measurement
Monin
-
Obukhov similarity theory
satellite
-
based remote sensing
turbulence closure theory
Doppler coherent wind measurement
分类号
X-87 [环境科学与工程]
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职称材料
题名
内蒙古草原近地层垂直风速廓线的观测研究
被引量:
9
5
作者
龚玺
朱蓉
范广洲
李泽椿
马文通
周荣卫
机构
成都信息工程学院高原大气与环境四川省重点实验室
国家气象中心
国家气候中心
中国气象局公共气象服务中心
出处
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第4期711-722,共12页
基金
国家国际科技合作项目(2010DFA62830)
中国-丹麦可再生能源发展项目(104.Kina.1.MFS.4-1-2-2)
公益性行业(气象)科研专项(GYHY201206026)
文摘
利用中国国家气候中心2009-2010年在内蒙古锡林浩特开展的100 m铁塔大气湍流观测数据,分析了不同稳定度条件下的垂直风廓线变化特征,并在局地相似理论基础上建立了垂直风廓线表达式。结果表明:(1)内蒙古草原近地层大气中,不稳定层结和稳定层结条件发生的概率远高于中性和弱不稳定、弱稳定层结的发生概率。(2)稳定层结时,大气特性在垂直方向上变化较明显,需要按照不同的高度层分别研究其风速的变化规律。根据内蒙古锡林浩特草原大气湍流观测资料得到,稳定层结时的无因次风速梯度随稳定度ξ的变化关系可以表达为1+β_mξ,其中β_m的取值与距地面高度有关:30 m高度及以下,β_m取4.3-5.4;高度在(30 m,50 m],β_m取2.9-3.4;50 m及以上高度,β_m取2.0-2.9。
关键词
垂直风速廓线
大气稳定度
相似
理论
莫宁
-
奥布霍夫
长度
无因次风速梯度
Keywords
Wind vertical profile, Atmospheric stability classification, Similarity theory, Monin
-
Obukhov length, Dimension
-
less gradient of velocity
分类号
P425 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
北京城市下垫面动力学参数的计算与分析
被引量:
2
6
作者
肯巴提.波拉提
李煜斌
机构
南京信息工程大学应用气象学院
新疆维吾尔自治区气象服务中心
南京信息工程大学地理与遥感学院
出处
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2017年第4期570-576,共7页
基金
国家重点研发计划(2016YFA0602101)
国家自然科学基金资助项目(41505004)
文摘
采用北京325 m铁塔2008—2012年的单层超声观测资料,基于莫宁-奥布霍夫相似理论(Monin-Obukhov similarity theory)和前人提出的最小误差分析方法,计算了铁塔周边下垫面的零平面位移高度和动力粗糙度长度。结果表明,由于铁塔位于北京市区,其周边下垫面呈现极其复杂的非均匀性,所以对应铁塔周边不同的扇区,零平面位移高度和动力粗糙度长度各有不同。平均而言,在2008—2012年间,铁塔周边下垫面的零平面位移高度为34.4 m,动力粗糙度长度为1.16 m。此外,综合前人的计算结果发现,铁塔周边的零平面位移高度和动力粗糙度长度在2001年之前呈显著增加的趋势,而在2001年以后并未增长,这一现象与铁塔周边的城市化进程相对应。
关键词
莫宁
一
奥布霍夫
相似
理论
城市下塾面
零平面位移高度
动力粗糙度长度
Keywords
Monin
-
Obukhov similarity theory
urban surface
zero
-
plane displacement
aerodynamic roughness length
分类号
P404 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大孔径闪烁仪观测中的相似理论适用性分析
郭伟
刘寿东
刘绍民
徐自为
《高原气象》
CSCD
北大核心
2013
5
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职称材料
2
亚热带典型森林下垫面大气层结变化规律及其对潜在蒸散发估算的影响
郭宝
刘梅先
杜虎
林凯荣
罗威
涂新军
《地理科学》
CSSCI
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
3
基于光闪烁法的区域平均显热通量测量系统
田勇志
刘建国
曾宗泳
程寅
宋雪梅
张亮
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2010
1
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职称材料
4
一种基于星载遥感的碳通量直接测量方法
吕蒙
张思勃
王磊
姚伟
《中国空间科学技术》
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
5
内蒙古草原近地层垂直风速廓线的观测研究
龚玺
朱蓉
范广洲
李泽椿
马文通
周荣卫
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014
9
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职称材料
6
北京城市下垫面动力学参数的计算与分析
肯巴提.波拉提
李煜斌
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2017
2
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职称材料
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