袁善鋒-2010級本科論文

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1、西北地區(qū)地面加熱場特征分析匯報人：袁善鋒班級：10級大氣科學(xué)（7）班學(xué)號：20101326034導(dǎo)師：李棟梁目錄1引言2資料和方法3地面加熱場時空特征4加熱場強度指數(shù)5小結(jié)與討論參考文獻(xiàn)致謝1引言我國西北地干旱區(qū)，包括以110°E以西、35°N以北的新疆、寧夏、甘肅，以及青海北部、內(nèi)蒙西部和陜西北部地區(qū)；其深居大陸腹地、外緣高大山體，東亞夏季風(fēng)向北的水汽輸送很難達(dá)到，降水稀少，大部分地區(qū)的降水不足200mm，有些地區(qū)甚至不足50mm，地貌一般以戈壁、沙漠為主，地表蒸發(fā)能力強，是歐亞大陸上感熱通量最強、潛熱通量最弱的區(qū)域，有歐亞大陸中的“熱墊”

2、之稱。地面加熱場強度等于地面感熱通量與潛熱通量之和。就西北地區(qū)而言，前人的研究往往僅考慮分析感熱通量，忽略潛熱通量。但在不同區(qū)域和季節(jié)，潛熱加熱的作用與感熱加熱的作用相當(dāng)、甚至超過。到目前為止，還沒有對于綜合考慮感熱通量和潛熱通量的地面加熱場強度的系統(tǒng)認(rèn)識，并且對于關(guān)于西北地區(qū)地面熱力場變化的影響研究還比較貧乏。2資料和方法2.1資料我國110°E西、35°N以北的西北地區(qū)1982-2006年98個常規(guī)氣象站逐月平均觀測資料。美國NOAA系列衛(wèi)星觀測的1982年1月-2006年12月每15天合成的NDVI數(shù)據(jù)集。2.2加熱場計算地面能量平衡方

3、程：Rn-G0=H+λERn是地面凈輻射，G0是進(jìn)入土壤的熱通量。（Rn-G0）是地面加熱場強度，包括感熱和潛熱兩部分。圖1西北干旱區(qū)98站點分布圖2.2.1感熱場計算總體傳輸公式：H為地表感熱，是干空氣密度由干空氣狀態(tài)方程確定，Ps是本站氣壓，Rd=287.05J·K-1·kg-1，為干空氣比氣體常數(shù)；Cp=1004.07J·K-1·kg-1，是空氣定壓比熱常數(shù)；Ch是地面湍流熱量交換系數(shù)，無量綱；V10是測站10m高度風(fēng)速，Ta=273.16+ta，ta是測站百葉箱（1.5米）氣溫，Ts是地面0cm土壤溫度Ch采用王慧等2010的Ch-I

4、NDV參數(shù)化關(guān)系式2.2.2潛熱場計算λE=λ×ρ×Rfρ=1×103kg·m-3為水的密度；λ=2.44×106J·kg-1，為汽化潛熱系數(shù)；Rf為單位時間蒸發(fā)的水量（m·s-1）3地面加熱時空特征3.1空間分布圖21982-2006年各季多年平均感熱通量場（單位：W/m2）冬季(b)春季(c)夏季(d)秋季圖31982-2006年各季多年平均潛熱通量場（單位：W/m2）(a)冬季(b)春季(c)夏季(d)秋季圖41982-2006年各季多年平均加熱場（單位：W/m2）(a)冬季(b)春季(c)夏季(d)秋季3.2空間分區(qū)以100°E為界將

5、西北干旱區(qū)分為兩部分，在加熱場空間分布上，西部感熱場遠(yuǎn)大于潛熱場，東部感熱場與潛熱場相當(dāng)；在時間演變上，東西變化趨勢不同，尤其表現(xiàn)在夏季。圖5各季節(jié)EOF分析的第一、二載荷向量場((a1),(a2)冬季第一、二載荷場，(b1),(b2)春季第一、二載荷場，(c1),(c2)夏季第一、二載荷場，(d1),(d2)秋季第一、二載荷場)3.3加熱場時間演變3.3.1月際變化圖61982-2006年西北干旱區(qū)地面潛熱、感熱及加熱場西部(a),東部(b)月際變化（單位：W/m2）3.3.2年際變化圖71982-2006年西北干旱區(qū)東西部感熱、潛熱及加

6、熱場場年際變化（單位：W/m2）（(a1)冬季西部，(a2)冬季東部；(b1)春季西部，(b2)春季東部；(c1)夏季西部，(c2)夏季東部；(d1)秋季西部，(d2)秋季東部）圖81982-2006年各季節(jié)加熱場年際變化及趨勢（（a）西部；（b）東部）西部東部冬季0.12810.0654春季-0.09950.0095夏季-0.17270.1277秋季0.01600.1204表11982-2006年各季節(jié)東西部氣候傾向率（單位：W/m2/(10a)）表2西北干旱區(qū)地面東西部感熱場落后自相關(guān)系數(shù)表（r(ɑ=0.01)=0.505,以“”標(biāo)出，r

7、(ɑ=0.05)=0.396，以“”標(biāo)出)123456789101112西部1月0.490.480.220.480.810.650.870.780.570.460.100.392月0.260.620.530.460.660.680.770.480.210.170.220.29東部1月0.560.32-0.190.070.43-0.150.320.190.520.180.090.302月0.260.03-0.060.20-0.01-0.13-0.010.100.15-0.030.220.37123456789101112西部1月0.300.31

8、0.05-0.160.27-0.030.120.050.24-0.190.150.022月-0.010.140.280.21-0.04-0.400.17-0.16-