论文

• 黑河实验(HEIFE)的一些研究成果
• 胡隐樵;高由禧;王介民;季国良;沈志宝;程麟生;陈家宜;李守谦
• 1994 Vol. 13 (3): 225-236. 
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• 本文回顾了黑河实验(HEIFE)的执行情况,总结了到目前为止的主要研究成果。得到了干旱地区陆面过程地表参数、地表能量平衡特征和湍流通量参数化的结果。同时得到了干旱地区陆面过程的物理机制同湿润地区有质的差异这一认识:同湿润地区不同,干旱地区地表蒸散和植被过程并不是地表能量平衡中的控制因子,因为感热并不输送到自由大气仅是大气边界层的强迫因子;而潜热输送给自由大气并且潜热的释放是大气环流的主要能源,但干旱地区很少或没有水汽和潜热输送到自由大气,所以干旱地区自由大气不能从地面得到热能;地表反射率大和向上长波辐射强致使净辐射亏损大;基于以上原因,干旱地区可能是一个水汽输送和热能的"汇"。这些结果使我们能更好地理解干旱地区的陆面过程。黑河实验的结果以系统的观测事实证实了绿洲的冷岛效应,临近绿洲沙漠的逆湿现象,即夏季白天常常是绿洲有感热向下输送,临近绿洲的沙漠有水汽向下输送。这些结果揭示了绿洲和沙漠环境相互作用的较完整图像。

• 黑河实验区的自然地理状况及气候背景
• 汤懋苍;郑光
• 1994 Vol. 13 (3): 237-245. 
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• 本文利用40多年来的气候资料,对本区的平均流场、气压场、降水场及冬、夏的气候日变化进行了分析。指出:本区是行星西风绕过和越过青藏高原后形成的两个湍流尾流区的开端处。本区近40年的气候变化可分为"暖丰(水)"和"冷枯(水)"两种时段;"暖丰"时段与多震时段、地球自转加速时段和气温与降水呈正相关时段四者是一致的;"冷枯"时段则反之。1992年可能是最近的"暖丰"时段的结束年,即将开始的"冷枯"段,至少持续10年。对FOP期间(1990年8月-1991年底)各气象站的资料进行了仔细分析,指出FOP期间本区大气候特征是暖干,但各种日变化现象与多年平均情况基本一样。最后简略地叙述了FOP期间几次大雨和大雪的天气形势背景。

• 黑河地区绿洲和戈壁小气候特征的季节变化及其对比分析
• 左洪超;胡隐樵
• 1994 Vol. 13 (3): 246-256. 
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• 本文利用黑河试验(HEIFE)绿洲和戈壁的观测资料,对比分析了绿洲和戈壁的小气候特征及其季节变化。结果表明:(1)黑河地区存在较强的地方性风和局地作用。(2)夏季,绿洲和戈壁的小气候特征相差甚远,各有其特殊性。晴天白天绿洲中存在冷岛效应,临近绿洲的戈壁上观测到逆湿现象。在近地面层的能量传输中绿洲以潜热为主,戈壁以感热为主。(3)冬季,绿洲和戈壁的小气候特征相近,近地面层的能量传输都以感热为主。

• 黑河地区地面阻曳系数的估算及其影响的数值试验
• 张立盛;钱正安;陈伯民
• 1994 Vol. 13 (3): 257-265. 
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• 本文利用黑河地区在气相互作用观测试验期间戈壁12天、沙漠6天逐时塔站观测资料以及胡隐樵等的组合法所获得的感热、摩擦速度等,用倒算法估算了黑河地区地面通量的阻曳系数值,最后根据所估算的阻曳系数值,进行了边界层过程对短期天气预报影响的数值试验。结果表明,黑河地区的阻曳系数存在较明显的日变化;所获得的黑河地区戈壁及沙漠下垫面的日平均阻曳系数估算值大体是合理的;边界层过程仅对个别敏感区或盛行局地影响的短期天气过程有较明显的影响。

• 干旱地区大气与地表特征对辐射加热场的影响
• 杨文;季国良
• 1994 Vol. 13 (3): 266-273. 
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• 本文利用美国犹他大学气象系的辐射和云参数化模式,对HEIFE期间张掖地区1991年春、夏、秋、冬四季资料进行了计算,讨论了晴天条件下的大气状况、地表反射率与地表比辐射率等因子对地气系统的太阳辐射收支以及短波加热率与长波冷却率分布的影响;揭示了不同季节的整层大气反射、透过与吸收特征;分析了大气中各主要吸收成份对加热率与冷却率的贡献。同时就辐射模式的垂直分辨率对加热率与冷却率的影响亦作了讨论。

• 一个混合层高度发展的数值模拟试验
• 潘桃;胡隐樵;牛国跃
• 1994 Vol. 13 (3): 274-281. 
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• 本文利用在HEIFE期间戈壁地区采集的资料,并用一个考虑由地表热力及动力强迫和高空下沉等因子控制的零阶跳跃模式,对该地区白天混合层高度增长的机制进行了数值模拟分析。结果表明:白天混合层高度的增长受来自祁连山强烈的下沉冷空气的影响较大,使其高度的增长受到抑制,且最大值出现的时间超前。其结果与声雷达回波强度确定的混合层高度吻合较好。

• 远离绿洲的沙漠近地面观测实验
• 佴抗;胡隐樵
• 1994 Vol. 13 (3): 282-290. 
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• 通过比较远离绿洲沙漠区与临近绿洲沙漠区近地面观测资料,发现临近绿洲沙漠区的逆湿现象主要是受到绿洲干扰的影响,沙漠地区地气之间能量交换主要由感热控制,潜热通量可以忽略不计。两个沙漠地区感热通量基本相当。HEIFE中沙漠或戈壁观测到的能量收支过程基本上能够代表干旱地区的特征。

• 绿洲和戈壁近地层大气湍流结构
• 张霭琛;陈家宜;林雪兰;崔艳
• 1994 Vol. 13 (3): 291-298. 
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• 本文分析了临泽防护林网内40m铁塔顶端以及化音戈壁滩上7.8m高处的大气湍流观测资料,得到了一些有意义的结果:(1)对稳定度比较接近的谱曲线进行对比,绿洲上空谱曲线的低频段较之戈壁上的衰减更快些。(2)假设湍流能量方程中的压力项和扩散项忽略不计,归一化后的湍能方程符合 φ _m- Z/ L= φ _ε戈壁滩上的结果较好地符合上述关系,但林网地区的 φ _{ε值在中性情况下仅等于0.5。通过上式计算证实其φm低于通常较光滑均一下垫面上的数值,表明在林网上空40m高处存在着通量-梯度关系的异常现象。}

• HEIFE区边界层某些结构特征
• 王俊勤;胡隐樵;陈家宜;张霭琛;王强
• 1994 Vol. 13 (3): 299-306. 
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• 我们于1991年8,10月,在HEIFE实验区的三种下垫面(农田绿洲、戈壁、沙漠)上进行了边界层探测。分析结果表明,被大片戈壁或沙漠包围的绿洲在整个时次上200-300m以下边界层内温度低于周围环境。湿度大于周围环境。绿洲"冷岛效应"明显,其影响高度可达200m。实验区的风具有明显的日变化特征。

• 西北干旱地区大气中水汽的平均输送
• 高晓清
• 1994 Vol. 13 (3): 307-313. 
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• 本文利用探空资料对西北干旱地区的水汽输送进行了分析,结果表明:(1)平均而言,该地区最大水汽输送高度在600-700hPa,但由于局地的影响,有些地方在近地面;(2)该区域夏季水汽输送量是冬季的两倍;(3)该区域的损失水量是由流入该流域的地表径流蒸发补给的。

• 黑河地区沙漠和绿洲的地面辐射能收支
• 沈志宝;邹基玲
• 1994 Vol. 13 (3): 314-322. 
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• 本文比较分析了黑河地区沙漠和绿洲的地面辐射观测资料,结果表明,无论冬夏,晴天条件下两地到达地面的短波辐射和向下的长波辐射都几乎相等且具有相同的日变化规律;沙漠和绿洲地面净辐射的差异是由地表状况决定的地面反射率和由热力性质决定的地面向上长波辐射的差异造成的,在夏季是地面反射率和地面向上的长波辐射的差异共同影响的结果,后者的影响更为重要;在冬季,绿洲和沙漠地面热力性质基本相同,地面反射率差异可能是唯一的原因。利用上述结果,本文还讨论了计算黑河实验区地面净辐射的方法,以及夏季沙漠和绿洲地面净辐射的差异可能引起的小气候效应。

• 干旱地区绿洲和沙漠辐射收支的季节变化
• 季国良;邹基玲
• 1994 Vol. 13 (3): 323-329. 
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• 本文利用HEIFE中绿洲(张掖)和沙漠两个测站1991年所取得的观测资料,分析了两种不同下垫面太阳辐射能收支及其季节变化特征。结果表明:绿洲区地表反射率明显小于沙漠区,季节变化明显;地面有效辐射绿洲小于沙漠,沙漠地区季节变化明显,绿洲则季节变化不明显;地表净辐射绿洲大于沙漠,不论冬、夏季该地区地面均为热源。

• 沙漠地区春季的大气浑浊度及沙尘大气对地面辐射平衡的影响
• 沈志宝;文军
• 1994 Vol. 13 (3): 330-338. 
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• 黑河实验区即是亚洲大气沙尘由我国西部向东输送的必经之地,也是其重要的源地之一。本文利用HEIFE沙漠站1991年的观测资料,着重分析了本区春季的大气浑浊度特征及沙尘大气对地面辐射能收支的影响。春季(3-5月)受沙尘暴天气的影响,本区大气的平均状况明显浑浊。每次沙尘暴天气产生的大量沙尘滞留在大气中,约一星期时间大气浑浊度才会恢复到沙尘暴前的天气状况。大气沙尘的尺度分布服从Junge分布,其消光系数很大。明显浑浊的沙尘大气,减少到达地面的总辐射,增大向下的长波辐射,对地面向上的波长辐射,白天减少,夜间增大。其综合结果是:白天减小地面净辐射能收入,夜间减小地面净辐射能的支出。

• 黑河实验地区大气浑浊度的初步分析
• 文军;季国良;吕兰芝
• 1994 Vol. 13 (3): 339-345. 
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• 本文利用1991年黑河实验观测期内MS-120型太阳光度表的观测资料,计算分析了该地区临泽、张掖和沙漠三个观测站的大气浑浊度,进而对该地区大气浑浊度的日变化,月际变化、出现频数分布等特征及其影响因子进行了讨论。

• HEIFE绿洲区的太阳紫外辐射
• 江灏;季国良;吕兰芝
• 1994 Vol. 13 (3): 346-352. 
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• 本文利用1990年10月-1992年10月HEIFE区张掖站和临泽站的紫外辐射观测资料,分析了HEIFE绿洲区太阳紫外辐射的气候学特征。结果表明:HEIFE绿洲区的太阳紫外辐射年平均日总量为0.48 MJ/m ²,小于青藏高原地区,约为拉萨地区的一半;紫外辐射在总辐射中所占比例较小,年平均值为2.9%,其年变化形式为两段台阶形,形成的原因是水汽和气溶胶的共同作用;在紫外辐射与总辐射的关系中,日总量的关系要好于瞬时值的关系;紫外辐射时值,在总辐射中所占的比例总辐射较强时变化较规则,在总辐射较小时,冬季和夏季有不同的变化趋势;比例值与总辐射日总量之间的关系为二次函数关系。

• 张掖地区春小麦生长期的辐射平衡观测
• 邹基玲;季国良;侯旭宏
• 1994 Vol. 13 (3): 353-358. 
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• 张掖地区春小麦的反射率在整个生育期内比较稳定,变化范围在15%-19%;有效辐射在总辐射中所占比例随小麦的生长而迅速降低,从小麦的三叶期到抽穗期,该比例从33%下降至20%,抽穗以后,变化缓慢,最后降为17%;与有效辐射的情况相反,净辐射在总辐射中的比例随小麦的生长而增加,比值从50%增至68%。

• 黑河试验区春小麦田间的环境因子对蒸腾和光合作用的影响
• 贾立;王介民;刘巍
• 1994 Vol. 13 (3): 359-368. 
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• 本文利用1992年黑河BIOP(生物气象加强观测)期间光合作用综合分析仪在田间测定的资料,分析了干旱区春小麦单叶片气孔导度、光合速率和蒸腾强度的日变化及环境因子的影响。分析结果表明;光合作用和蒸腾强度与太阳辐射、环境温度、水汽压差及土壤湿度等主要环境因子的影响密切相关。同时,我们根据Jarvis的理论发展了光合有效辐射、环境温度和水汽压差对气孔导度影响的半经验模型,根据此气孔运动综合模型建立了春小麦单叶片蒸腾强度的计算模型,分析了诸环境因子对蒸腾强度的影响程度,并将模型计算值与Penman-Monteith公式的计算值和实际观测值进行了比较。

• 黑河实验数据库(HDB)
• 陶泽宏;左洪超;胡隐樵
• 1994 Vol. 13 (3): 369-376. 
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• 本文综述了黑河实验数据库(HDB)的建立过程及其技术措施,并简单介绍了HDB的内容和科学价值,总结了HDB建立过程中的经验。对今后类似数据库的建立,用户如何有效使用HDB的数据有一定的参考价值。这对于人们进一步了解HDB并充分发挥HDB在我国科学研究中的作用有一定的指导意义。

• 河西地区黑河流域绿洲蒸发力特征及其计算方法
• 吴敬之;王尧奇;高洪春
• 1994 Vol. 13 (3): 377-381. 
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• 在河西地区黑河流域地气相互作用的观测研究中,我们在不同下垫面上进行了蒸发力的测量。发现绿洲内蒸发力仅是戈壁的44%-56%。绿洲内蒸发力并不比湿润地区有显著增大。夜间蒸发力所占比重较大是一普遍现象。用彭曼原式和修正式计算干旱地区的蒸发力,个别月份误差较大。利用空气饱和差拟合得到的经验计算公式效果最佳。