稻田和旱地湍流通量的观测试验与模拟

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1、中国气象科学研究院硕士学位论文稻田和旱地湍流通量的观测试验与模拟姓名：汪瑛申请学位级别：硕士专业：气象学指导教师：卞林根2003.5.1稻田和旱地湍流通量的观测试验与模拟摘要利用973暴雨项目2001年6月10R一7月20日在安徽境内旱地和稻阳观测的近地层辐射平衡分量、涡动相关和廓线资料，计算分析了不同下挚面的辐射平衡、湍流通量和热量收支差异，并用实测的强迫变量和SiB2模式对稻田和旱地不同生长期的湍流通量进行模拟试验和对比。本文结果为进一步改进不同下挚面的陆面过程参数化提供了重要的认识和依据。主要结果如下：观测期间，旱地和稻田的平均

2、反射率差异不大，为0．16～O．17，主要差别是旱地的反射率随时间变化不大，而稻田反射率从分蘖期到抽穗期有明显的增大过程。旱地比稻阳的净辐射大约10％，旱地的净辐射主要以感热通量和潜热通鞋为h分别占16％和35％，其余为土壤热传导。稻田净辐射支出主要以潜热为主，占70％，其余为感热和土壤热传导。由此可见，稻田的潜热比旱地大一倍左右，旱地的感热和土壤热传导比稻田大。能量闭合误差(Rn．Qh．Qe—Gs)／Rn分析表明，整个观测期间，旱地和稻田都存在能量不闭合的问题，不闭合的原因很复杂，有待于进一步分析。旱地，白天能量闭合误差较小，而晚上

3、较大，导致整体闭合误差较大；稻田，白天和晚上的闭合误差都很较大。观测期内稻阡1均从大气吸收C02，白天在光合作用下稻田吸收的C02明显大予夜间放出的C02，表明稻H1是大气C02的汇，生长期内稻田净吸收的C02通量为1．963g／m2h。SiB2模式对稻田分蘖期的模拟效果最好，抽穗期次之，拔节期最差。其中净辐射的模拟最好，观测值与模拟值相关系数为0．98，平均低估4％；观测的潜热通量与模拟的潜热通量的相关系数达到O．97，高估13％。模式对土壤热通量和感热通量的模拟分别高估23％和40％。SiB2对早地净辐射和感热通量的模拟分别低估7

4、％和5％，而对潜热通量和土壤热通量的模拟分别商估27％平tl40％。表町jSiB2对净辐射和潜热通量有较强的模拟能力，而对感热通量和土壤热通量的模拟需做进一步改进。。关键词：稻田，旱地，湍流通量，能量收支，模拟TheobservationandsimulationofturbulencefluxesoverricepaddyanddryfarminglandAbstractdifferencesofturbulentfluxesandheatbudgetoverthericePaddvanddryfarminglandareprese

5、ntedintermoftheeddycovarianceandprofilemethodsbasedontheradiationcomponents．turbulentandrelateddataobservedinAnhuiprovincesupportedbynational‘973’rainstormprogramfromJunel1toJuly20．2001．Furthermore，turbulentfluxesindifferentstagesofricegrowthseasonwithobservedforcingvar

6、iablesaresimulatedbySiB2，andtheyarecomparedinbetweenobservedfluxesandmodeIvalues．Theresultmayeffectforunderstandingandimprovingtheparameterizedschemeofdifrerentlandsurface．Themainresultsareasfollows：differenceofalbedooverthericePaddvandthedrylandisnotlargewithmeanvalue0

7、．16-0．17duringobservedperiod．TheirmaindifferenceisthatthealbedovarieswithgrowingriceandthealbedoisconstantwittIthetimeinthedryland．Thenetradiationinthedrylandisabout1O％largerthanthatforthericePaddv．Theheatfluxesofsensibleandlatentaremainlybudgetitemsofnetradiation．theyc

8、omposeof16％and35％ofnetradiation．separately,andtherestissollheatconductionoverthedryland．Thelatentheatfluxisapr