基于富平通量站的湍流和水熱能量研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)關(guān)系著國(guó)家命脈，對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量和物質(zhì)運(yùn)移現(xiàn)象和規(guī)律的研究關(guān)系著農(nóng)田用水效率的提高與農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而影響著國(guó)家的穩(wěn)定繁榮，因此，對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)能量和物質(zhì)傳輸運(yùn)移現(xiàn)象和規(guī)律的研究顯得尤為必要。本文以富平縣鹵泊灘地區(qū)為研究區(qū)域，以富平生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站為基礎(chǔ)，利用渦度相關(guān)技術(shù)對(duì)研究區(qū)內(nèi)大氣湍流現(xiàn)象，及由此引發(fā)的能量、物質(zhì)交換現(xiàn)象進(jìn)行研究分析。主要有以下幾個(gè)方面：
　?。?）根據(jù)大氣的穩(wěn)定度判定標(biāo)準(zhǔn)，將其分為穩(wěn)定狀態(tài)，中性狀態(tài)

2、，不穩(wěn)定狀態(tài)三類(lèi)，并分別對(duì)不同狀態(tài)下的氣象觀測(cè)要素和w'T'、w'q'，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明：隨著大氣層結(jié)從穩(wěn)定狀態(tài)向不穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展，其離散化程度加劇，湍渦數(shù)量增多，尺度增大，所含能量增強(qiáng)，各區(qū)域間能量、物質(zhì)交換頻率加快，大氣運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性和隨機(jī)性增大。然而，在30min時(shí)間尺度下，無(wú)論大氣層結(jié)處于何種狀態(tài)下，溫度與C02濃度之間均存在顯著的相關(guān)性，大氣湍流中低頻部分所含能量均高于高頻部分所含能量。
　?。?）觀測(cè)試驗(yàn)中需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)

3、行質(zhì)量控制、異常值的刪除以及缺失數(shù)據(jù)的插補(bǔ)。在本文中，制定符合本測(cè)站的數(shù)據(jù)處理流程，建立符合本通量站的通量閥值標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)連續(xù)缺失數(shù)據(jù)的多少采用平均晝夜變化法（MDV）或查表法（LUT）對(duì)缺失或被刪除的通量數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)，并用能量閉合率（EBR）對(duì)通量數(shù)據(jù)插補(bǔ)前后的效果進(jìn)行比較，結(jié)果表明：本文采用的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)合理，缺失數(shù)據(jù)的插補(bǔ)方法及效果符合預(yù)期，可為后續(xù)研究提供參考和依據(jù)。
　?。?）對(duì)不同時(shí)間尺度的氣象要素和通量進(jìn)行分析，結(jié)

4、果如下：日尺度中，大氣、土壤等要素隨太陽(yáng)輻射變化而變化并有不同程度的滯后；白天時(shí)，下墊面的溫度值大于大氣的溫度值，湍流運(yùn)動(dòng)比夜晚時(shí)更劇烈，表現(xiàn)在晴朗天氣下各種能量交換現(xiàn)象比陰（雨）天更明顯。長(zhǎng)歷時(shí)尺度中，氣溫，水汽壓差，土壤溫度、土水勢(shì)、土壤電導(dǎo)率、能量通量、蒸散發(fā)等要素分別以天和年為周期變化，總體上隨太陽(yáng)輻射的變化而變化；在能量輸出項(xiàng)中，潛熱輸出約占輸入能量總量的50％，其次為顯熱輸出，土壤熱輸出。全年的能量閉合率約為0.68；波文比