黃土高原土壤濕度對地表能量和大氣邊界層影響的觀測研究

摘要：利用黃土高原區(qū)域甘肅平?jīng)龅貐^(qū)陸面過程與災(zāi)害天氣觀測研究站2016-2017年夏季(6-8月)晴好天氣下的觀測資料,定量分析了平?jīng)龅貐^(qū)土壤濕度在干、中、濕三種不同狀況下對地表輻射和地表能量分配及大氣邊界層的影響,并根據(jù)總體變化趨勢,將土壤濕度進一步分為干、中區(qū)間(0.158~0.220 m^3·m^-3)和中、濕區(qū)間(0.179~0.325 m^3·m^-3),與波文比、感熱通量、潛熱通量進行相關(guān)性分析,從而探究土壤濕度通過影響地表能量分配和大氣邊界層進而影響降水的可能物理機制。結(jié)果表明:(1)土壤濕度變化對反照率影響相對較小,對波文比影響顯著,主要是影響感熱、潛熱變化,即影響地表能量分配過程。隨著土壤濕度增加,潛熱增大,感熱減小,波文比顯著降低;土壤濕度變化對地表凈輻射影響顯著,主要影響凈長波輻射變化,隨著土壤濕度增加,凈短波輻射呈現(xiàn)略微增加,凈長波輻射顯著增加。(2)土壤濕度分區(qū)間分析結(jié)果顯示,土壤濕度在干、中區(qū)間(0.158~0.220 m^3·m^-3)對潛熱通量以及邊界層高度的影響相比土壤濕度在中、濕區(qū)間(0.179~0.325 m^3·m^-3)的影響更大,即土壤偏干情況下,地表通量變化和大氣邊界層發(fā)展更顯著。此次觀測數(shù)據(jù)定量分析結(jié)果與理論機理較為一致,表明該觀測數(shù)據(jù)的可靠性,可為數(shù)值模式在黃土高原區(qū)域的模擬提供重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。