甘肃中部旱作农田地表能量收支特征分析

利用在甘肃中部旱作农田多年积累的波文比能量平衡及辐射观测资料,分析了平均气候状态及不同天气状况下旱作春小麦农田不同生育期的辐射能量变化特征。结果表明:1)在晴天状况下的旱作春小麦农田,能量平衡各分量、总辐射、直接辐射、大气透明度系数P2等项中,每个要素在不同生育期的日变化趋势都是相同的,但是在量值上却存在差别,一般都是随着春小麦生育进程的变化而逐渐增大;2)在春小麦各生育期内,晴天波文比的日变化趋势相同。波文比值夜间大于白天,白天上午又相对大于下午,一日中波文比的最小值出现在下午3～4时左右。从整个生育期来说,波文比随生育进程的变化而逐渐增大,但是潜热交换一直居于主导地位,而感热输送只是处于从属地位,白天波文比总是<1;3)晴阴天不同天气状况下,农田地表获得的能量在量值上存在差别,阴天时总辐射、净辐射的日总量值一般为晴天时的30%～40%,可利用能量的分配规律在不同天气状况下不同,晴阴天潜热与感热的变幅约在15%。     

咸阳市农田蒸散分析

利用1971—2012年咸阳市农田土壤水分连续观测资料及各月温度、降水等气候要素资料,计算分析了不同水分条件下的蒸散量变化,为建立合理的节水灌溉制度提供科学依据。     

安徽省寿县农田能量平衡评价

为了评估安徽省寿县国家气候观象台新增的近地层通量观测系统业务运行状况,利用2007年9月—2008年8月寿县近地层通量系统观测资料,分析了农田下垫面能量平衡情况。结果表明：全年能量平衡比率平均为0.89,但不同条件下存在差异：白天明显大于夜间,春、夏、秋季明显大于冬季,裸地和麦、稻田明显大于雪地,晴、昙、阴、雨天气情况下差异不大。总体来说,能量不平衡是通量观测中较为普遍的现象,一般认为不平衡程度在10%~30%为合理范围,寿县国家气候观象台全年的能量不平衡程度 (11%) 恰好属于这个范围,并接近不平衡程度的下限,说明涡度相关法在淮河流域农田生态系统通量观测中可靠性较高。     

农田蒸散量计算方法的比较研究

根据观测资料,采用波文比法、廓线梯度法和综合阻地等分别计算了农田植被层上的蒸散量,并对比分析了不同方法之间的相对误差和相关程度。结果表明,用波文比法计算的潜热通量存在系统性偏小的现象,而工法和综合阻抗法的计算结果比较一致。文中还讨论了不同方法的优缺点和产生误差的可能原因。     

微滴式农田蒸散器的研制

首先介绍微滴式旱田和水田蒸散器的结构和原理,并与原旱田蒸散器进行了比较,讨论了仪器的性能。     

冬小麦农田日蒸散量的计算

本文从小气候观测资料着手,采用彭曼法、能量平衡法、波温比法和空气动力学等方法,对处于抽穗至乳熟期的冬小麦农田日蒸散量做了尝试性计算。着重考虑了彭曼公式的修正,并以水量平衡法为标准,对以上各方法的精度做了评价与误差分析。结果表明,订正后的彭曼公式可较为准确地计算各种能量、水分供应条件下有作物覆盖农田的日蒸散量,其它方法则存在较明显的不确定性误差。     

成都平原农田下垫面地表通量特征及能量平衡分析

地表能量平衡是地-气间相互作用的重要方式,随着涡旋相关技术在物质传输和能量交换研究中的广泛应用,如何评价其观测数据的可信度则变得尤为重要。利用成都平原温江大气边界层观测站2008年观测资料,分析了农田下垫面上能量收支各分量和辐射平衡各分量的特征及变化规律,并运用最小二乘法(Ordinary Least Squares,OLS)线性回归方法和能量平衡比率(Energy Balance Ratio,EBR)方法对湍流通量(感热与潜热通量之和)与有效能量(净辐射与地表土壤热通量之差)之间的关系进行了研究,得到了一些有意义的结果。     

旱地农田土壤水分动态平衡的模拟

从农田土壤水分平衡方程出发，综合考虑了农田水分的主要收支项，特别是对水分渗漏量估算进行了必要的改进，建立了旱地农田土壤水分的动态模型。运用地处半干旱气候区的甘肃天水和陕西经阳气象站气象资料和非灌溉作物地土壤水分观测资料摸拟了农田土壤水分的逐旬变化，其结果比较理想地描述了实际农田土壤水分变化规律。     

鼎湖山针阔叶混交林生态系统能量平衡分析

能量平衡分析作为评价涡度相关法通量观测数据可靠性方法，备受学界重视。应用OLS（Ordinary least squares）和EBR（Energy Balance Ratio）2种方法，系统分析了广东省鼎湖山针阔叶混交林生态系统能量平衡特点，并分析各种涡度通量修正方法对能量平衡的影响，结果表明鼎湖山通量站平均能力平衡不闭合度为33％-47％，略高于普遍报道的不闭合度范围（10％-30％）。WPL修正、μ＊订正和坐标转换，使得能量平衡闭合度有所提高，但夜间特别是冬季能量平衡较差问题依然没有得到根本解决，表明夜间弱湍流并不是导致夜间能量平衡闭合度差的主要原因。为客观评价本通量站以及ChinaFLUX能量平衡状况和通量数据质量，确定涡度相关法CO2通量数据分析方法和改进策略提供依据。     

曲率修正线性平衡方程及其在变分同化风压约束中的应用

针对强涡旋系统（热带气旋、一些中尺度系统）变分同化分析中风压平衡约束关系的特点,提出了一个新的风压平衡约束关系——曲率修正线性平衡方程,它具有形式与线性平衡方程相同,并清晰地包含了曲率的作用,同时,当曲率较小时可退化成线性平衡方程。曲率修正线性平衡方程能方便地应用于中国数值预报研究中心开发的三维变分同化分析系统Grapes3DV中,试验结果证明其具有较好的效果和较理想的特性,提高了分析质量,并改善预报水平。     

干旱地区春小麦耗水量和节水措施的探讨

本文研究了春小麦耗水量与产量的关系及其耗水规律，分析了土壤湿度、耗水量对春小麦生长发育的影响。结果表明：拔节至抽穗是春小麦的水分临界期，抽穗至成熟期耗水量最多，耗水模系数最大；产量与耗水量呈二次曲线关系，适宜土壤水分下限为：出苗至拔节期为田间持水量的70％-75％，拔节至抽穗期为60％-65％、抽穗至灌浆初期为55％-60％．灌浆初期至成熟期为50％-55％，本文还对春小麦覆盖地膜的节水增产原因及效果进行了探讨，提出了黑河流域春小麦节水增产的技术措施及进一步研究的意见。     

青藏高原牧区大雪期间的水汽和热量平衡

本文通过对１９９６年１月青藏高原牧区大雪期间的水汽和热量收支的计算，分析了大雪期间对流活动的作用和贡献，并与其他地区夏季暴雨期间的能量平衡进行了比较。结果表明，二者都只有一个无辐散层和整层维持上升运动，不同的是降雪期间：１）视水汽汇气柱平均潜热加热率要小得多；２）视水汽汇和视热源的垂直分布差异较大；３）次网格尺度涡动垂直输送主要发生在对流层顶附近     

次天气尺度系统中的非地转运动和广义平衡模式

研究了宏观准静力的次天气尺度系统中非地转运动的机理.较以往更具体地揭露了在全运动的时间尺度远大于惯性重力波的前提下,各类强迫因子与非地转运动的旋转分量及辐散分量的关系.并证明上述“慢变化”前提在各种常见情况甚至包括几类熟见的强系统情况下都能满足.除了众所周知,强的准二维系统可允许传统形式的Rossby数R0≡U/f0L≈○(1)以外,这里还证明水平尺度小但铅直方向深厚,并包容着强对流云群团的系统恰恰能容忍特别强的非绝热而保持慢变化.相应地,其中辐散运动可以只比旋转运动小“半个量级”.突破了迄今各类过滤模式对辐散运动的过严限制.在能满足慢演变的条件下,非地转高频波振幅总可被自然、及时地控制在可忽略的水平上,这表明慢演变与准平衡的一致性.按照严谨的尺度分析,在上述讨论的过程中顺势导出一个“广义平衡模式”.方程中含有强迫场的一阶时间导数项.虽然容许强非绝热和放宽对辐散风的限制,却能以最大限度(这个限度是固有的)的精确性描述滤除高频波的慢演变.这个模式必须屏弃“主导气流”与“次级气流”的区分,包含了一个辐散风倾向的诊断方程.此模式可能特别有助于加深夏季副热带潮湿地区次天气尺度强降水系统的机理诊断.     

旱作带田-膜两用的水热效应及增产效益研究

西北黄土高原，光照丰富，雨热同期。实施旱作带田一膜两用技术，可增温２—５℃，节水３０—４０ｍｍ以上，调水７０％左右。热量利用率高达０．９８７，降水利用效率１５．１５ｋｇ／（ｍｍ·ｈｍ２），气候生产力利用指数０．４９。增产效益明显，变作物一年一作为一年两作，总产可达８２５０—９０００ｋｇ／ｈｍ２，比单作增产４５％以上。     

平凉冬小麦产量预报的能量学模式初探

采用能量学方法，以太阳辐射观测资料和农业气象观测资料建立冬小麦能量转化模型，其结果与实测产量很接近