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塔克拉玛干沙漠塔中地气水热特征分析

作　者: 王娟
导　师: 何清
学　校: 新疆大学
专　业: 环境科学
关键词: 地-气界面土壤热通量地面加热场强度水热特征
分类号: P468.0
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文利用2009年1月、4月、7月、10月塔克拉玛干沙漠腹地塔中西站10m梯度自动气象站资料,分析了近地层和沙层温湿度日变化及垂直廓线变化规律;分析了沙层土壤热通量和地面加热场特征;分析了典型天气下水热特征,得出以下结论:(1)近地层气温各层气温日变化具有一致性,峰值出现在下午,谷值出现在日出前后。近地层夜间存在逆温现象。阴天、沙尘天各层气温比晴天小。(2)近地层比湿1月、4月、7月、10月的平均比湿分别介于0.85～0.97g/kg、1.97～2.02g/kg、5.14～5.29g/kg、1.85～1.96g/kg之间。近地层存在逆湿现象,10月逆湿强度最大,4月最小,夜间逆湿强度大于白天。沙尘天比湿最大,晴天次之,阴天最小。(3)土壤温度土壤温度呈现正弦曲线变化,地表变化幅度最大,越往下日变化越不明显,40cm已无明显的日变化信号。地表温度峰值出现在13时,谷值出现在日出前后。阴天、沙尘天土壤温度比晴天小。(4)土壤湿度土壤湿度介于0.01%-0.1%之间。4月土壤湿度最大,约为0.07%;10月最小,约为0.02%。2.5cm土壤湿度最小。1月、4月在沙层10cm～20cm之间形成水汽的汇集区,7月、10月呈现上干下湿的现象。阴天土壤湿度最大,沙尘天次之,晴天最小。(5)土壤热通量1月、10月土壤热通量日总量为负值,方向向上;4月、7月为正值,方向向下。1月09时-16时、4月07时-14时、7月07时-16时、10月08时-14时,地表土壤热通量为正值,地表向下传输热量,而其他时间段地表则是向上传输热量。白天浅层沙层中存在热汇层或者热散层。天气状况对土壤热通量影响较大,尤其是地表土壤热通量。(6)地面加热场强度1月、4月、7月、10月地表土壤热通量分别占净辐射44.91%、9.15%、8.12%、11.25%。白天地面加热场强度为正值,相对大气而言,地面为强热源;1月、4月、7月夜间地面为弱冷源,10月前半夜地面为弱热源,后半夜为弱冷源。1月、7月、10月地面加热场强度的峰值出现在12时,4月出现在13时,分别为112.74Wm~-2、244.78Wm~-2、170.42Wm~-2、274.16Wm~-2。不同天气状况下,白天地面均为强热源;晴天、沙尘天的前半夜地面为弱热源,后半夜为弱冷源;阴天的夜间地面为弱冷源。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章引言  10-21
  1.1 研究意义  10-12
  1.2 陆面过程研究进展  12-16
    1.2.1 国外研究进展  12-14
    1.2.2 国内研究进展  14-16
  1.3 水热特征研究进展  16-20
    1.3.1 国外研究进展  16-17
    1.3.2 国内研究进展  17-20
  1.4 选题依据  20
  1.5 本文的研究内容  20-21
第二章研究区的天气气候  21-28
  2.1 塔克拉玛干沙漠的概况  21-22
  2.2 塔克拉玛干沙漠的气候  22-23
  2.3 塔中的气候特征  23
  2.4 塔中的天气特征  23-28
    2.4.1 沙尘天气统计  23-24
    2.4.2 气象要素分析  24-28
第三章实验仪器和数据处理  28-31
  3.1 塔中10m梯度探测系统简介  28-29
  3.2 数据介绍  29-30
  3.3 数据质量控制  30-31
    3.3.1 数据的剔除  30
    3.3.2 数据的插补  30-31
第四章塔中沙漠近地层和沙层水热变化特征  31-63
  4.1 近地层气温变化特征  31-42
    4.1.1 近地层气温日变化特征  33-36
    4.1.2 近地层温度廓线变化特征  36-37
    4.1.3 典型天气下近地层气温日变化特征  37-42
  4.2 近地层比湿变化特征  42-52
    4.2.1 近地层比湿日变化特征  44-47
    4.2.2 近地层比湿廓线变化特征  47-48
    4.2.3 典型天气下近地层比湿日变化特征  48-52
  4.3 沙层土壤温度变化特征  52-58
    4.3.1 平均土壤温度变化特征  52-56
    4.3.2 典型天气下沙层土壤温度日变化特征  56-58
  4.4 沙层土壤湿度变化特征  58-61
    4.4.1 平均土壤湿度变化特征  58-61
    4.4.2 典型天气下土壤湿度日变化特征  61
  4.5 小结  61-63
第五章塔中土壤热通量变化特征  63-77
  5.1 土壤热容量的计算方法  64
  5.2 地表土壤热通量的计算方法  64-65
  5.3 平均土壤温度值的确定  65
  5.4 土壤热通量变化特征  65-74
    5.4.1 1 月土壤热通量的日变化  67-68
    5.4.2 4 月土壤热通量的日变化  68-70
    5.4.3 7 月土壤热通量的日变化  70-71
    5.4.4 10 月土壤热通量的日变化  71-72
    5.4.5 典型天气下土壤热通量日变化特征  72-74
  5.5 小结  74-77
第六章塔中地面加热场强度变化特征  77-87
  6.1 净辐射的变化特征  77-78
  6.2 土壤热通量占能量平衡的份额  78-79
  6.3 地面加热场强度  79-84
  6.4 典型天气下地面加热场强度日变化特征  84-85
  6.5 小结  85-87
第七章结论与展望  87-90
  7.1 结论  87-89
  7.2 不足与展望  89-90
参考文献  90-100
硕士在读期间参加课题及发表论文目录  100-101
致谢  101

塔克拉玛干沙漠塔中地气水热特征分析

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