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Prolonged seasons of compound heat-humidity extremes amplify vulnerable population exposure in eastern China 认领 引用 被引量：1
1
作者 Miaoni Gao Xinyue Sun +3 位作者 Buda Su Lu Tang Xingyu Cheng Tong Jiang 《Atmospheric and Oceanic Science Letters》 CAS CSCD 2026年第3期58-63,共6页
Compound heat–humidity extremes(CTHEs)pose escalating threats to human health,particularly for vulnerable populations(children and elderly)with limited physiological adaptability.This study reveals the expansion of C... Compound heat–humidity extremes(CTHEs)pose escalating threats to human health,particularly for vulnerable populations(children and elderly)with limited physiological adaptability.This study reveals the expansion of CTHE-active seasons across eastern China from 1961 to 2022.Southern China(SC)and the Yangtze–Huaihe region(YH)exhibit earlier onsets and delayed terminations,prolonging hazardous CTHE seasons by one month post-2015 in SC.The prolonged CTHE-active seasons,coupled with population growth,have driven sharp increases in exposure across eastern China,with annual CTHE and hazardous CTHE exposure increasing by 106 million and 78 million person-days since the 2000s.Vulnerable groups constitute 39%of total exposure,with 11%(CTHEs)and 34%(hazardous CTHEs)attributable to season prolongation.Mechanistically,an intensified and westward-extended western North Pacific subtropical high enhances diabatic heating and moisture advection,driving prolonged CTHE-active seasons in SC and YH.These findings quantify climate–demographic synergies in heat–health risks,providing a scientific basis for climate-resilient health strategies targeting age-sensitive populations in eastern China’s warming and humidifying hotspots. 展开更多
关键词 Compound heat-humidity extremes Onset and termination Western north Pacific subtropical high Vulnerable population exposure
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Effect of net radiation on soil temperature field considering slope angle 认领 引用
2
作者 Zhao-Jun Zeng Chao-Sheng Tang +3 位作者 Qing Cheng Zhan-Ming Yang She-Feng Hao Bin Shi 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2026年第4期3038-3055,共18页
Determining net radiation is crucial for understanding soil–atmosphere interactions and plays a key role in defining thermal boundary conditions for thermo-hydro-mechanical models of slopes.Current methods for estima... Determining net radiation is crucial for understanding soil–atmosphere interactions and plays a key role in defining thermal boundary conditions for thermo-hydro-mechanical models of slopes.Current methods for estimating net radiation at soil surfaces typically overlook the influence of slope angle.For this purpose,this study aims to propose two refined methods for calculating net radiation on slope surfaces,which were developed from two widely acknowledged mathematical methods for horizontal surfaces.To evaluate the refined methods,we focused on net radiations that were calculated from monitored meteorological data.The calculated net radiation was then input into a coupled hydro-thermal model to compute the slope temperature distributions,which were subsequently compared to the measured temperatures.Satisfactory agreement was observed,demonstrating the feasibility of both methods.Afterwards,we examined the influence of slope angle on solar and net radiation results,then used a coupled hydro-thermal model to quantify differences in numerical temperature results when slope angle is either considered or neglected.Results indicate that the solar radiation received on slope surface is additionally affected by slope angle.In our simulation scenarios,the slope angle causes a maximum net radiation difference of 347.83 W/m²,and a maximum temperature difference of 6.5℃. 展开更多
关键词 Slope solar radiation Slope net radiation Slope temperature Slope angle Numerical simulation
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湍流相干结构与通量附加项对白天地表能量平衡的影响 认领 引用
3
作者 赵建华 张强 +3 位作者 梁芸 隆霄 韩晖 牛丽娟 《大气科学》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期111-121,共11页
涡动相关法的不足是导致地表能量不平衡的重要原因。本文对文献中提出的能显著提升涡动相关法计算精度,并能使地表能量实现平衡的大涡平均法与Durand法展开研究,在白天通过5组试验对比研究了两者的异同、综合效应与改进方法。结果发现:... 涡动相关法的不足是导致地表能量不平衡的重要原因。本文对文献中提出的能显著提升涡动相关法计算精度,并能使地表能量实现平衡的大涡平均法与Durand法展开研究,在白天通过5组试验对比研究了两者的异同、综合效应与改进方法。结果发现:(1)白天地表能量闭合水平与序列长度有一定关系,序列长度过长,闭合水平变差;过短,闭合水平则不一致,两者之间存在一个转折点。在此转折点长度上,闭合水平可达最优。(2)原始的能量闭合率(Energy balance ratio,简称EBR)为0.80,能量残差(Residual,简称Res)为64.9 W m-2,占可用能量的23.8%,远未平衡。(3)考虑大涡平均法后,EBR提高了0.18,达到0.98,Res降低到可用能量的5.3%(14.5 W m-2),达到平衡。(4)考虑Durand法后,EBR提高了0.15,达到0.95,Res降低到25.1 W m-2,占可用能量的9.2%,效果逊于大涡平均法。(5)既考虑大涡平均法、又考虑Durand法后,EBR提高到1.17,Res降低到-35.1 W m-2,严重过闭合。分析发现,严重过闭合的原因是Durand法的感热附加项在白天过度累加了气体膨胀做功项所致。(6)去除Durand法的感热附加项这一累加部分,只考虑其潜热附加项,并同时考虑大涡平均法,结果可使EBR达到1.0,Res降低到只占可用能量3.2%(8.7 W m-2)的理想闭合状况。分析发现,大涡平均法是实现地表能量闭合的主导因素。 展开更多
关键词 白天地表能量平衡 大涡平均法 Durand 法
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基于MODIS数据的海河流域地表反照率时空变化特征及其影响因子 认领 引用
4
作者 张虎 蔡永震 +4 位作者 席乾瑞 王星 陈灿灿 郭鹏 何龙 《天津师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2026年第3期46-58,共13页
为研究中国半干旱半湿润区域(以海河流域为典型)地表反照率的时空变化特征及其影响因子,基于2000—2020年中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)的地表反照率数据,运用变化趋势分析、异常变化分析... 为研究中国半干旱半湿润区域(以海河流域为典型)地表反照率的时空变化特征及其影响因子,基于2000—2020年中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)的地表反照率数据,运用变化趋势分析、异常变化分析、相关程度分析和灰色关联度分析等方法,在不同时间尺度下对地表反照率的时空变化趋势进行研究,并对比分析了地表覆被类型、地形、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、地表温度、气温和降水等不同驱动因子对地表反照率的影响.结果表明:海河流域平均地表反照率在2000—2020年整体呈现出“高低高”的空间格局,并存在季节性差异,冬季反照率的离散程度最大,在0.134~0.153区间内发生微弱变化.不同地表覆被的年均地表反照率变化趋势基本一致,其大小顺序依次为:耕地>建设用地>草地>湿地>灌木地>裸地>森林>水体.地形主要通过地表坡度和粗糙度影响地表反照率;NDVI与地表反照率呈正相关和负相关的区域面积分别占流域总面积的72.25%和27.75%;地表温度与地表反照率大面积呈现正相关,面积占比约91.18%;气象因子(气温和降水)与地表反照率也大多呈正相关.各因素与反照率的灰色关联度大小依次为:气温>NDVI>地表温度>降水,因此,气温对海河流域内反照率的影响最明显,其次是植被指数和地表温度,降水的影响相对较小. 展开更多
关键词 海河流域 地表反照率 时空变化 MODIS数据 影响因子
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西安平原地区地面辐射收支特征分析 认领 引用
5
作者 曹梅 王斌 +4 位作者 杨珍 马凌珊 孙涛 史钰 李博 《陕西气象》 2026年第4期64-70,共7页
利用西安泾河国家基本气象站2022年7月1日—2024年6月30日地面辐射小时数据,分析了西安平原地区辐射月、季、小时变化特征以及降水过程对辐射分量的影响。结果表明:(1)西安平原地区总辐射月均值在224.9~408.9 W/m 2,1—2月、10—12月为... 利用西安泾河国家基本气象站2022年7月1日—2024年6月30日地面辐射小时数据,分析了西安平原地区辐射月、季、小时变化特征以及降水过程对辐射分量的影响。结果表明:(1)西安平原地区总辐射月均值在224.9~408.9 W/m 2,1—2月、10—12月为低值期,5—8月较高;受总辐射和植被影响,反射辐射2月最低,7—8月较高;大气长波辐射12月、1月为低值期,2—8月随着气温升高而增大;地面长波辐射在1—8月逐月增加,9—12月呈下降趋势;净辐射全年月均值为正,7月最高,12月最低,4—9月的振幅高于其他月份。(2)总辐射、反射辐射、地面长波辐射、大气长波辐射季节变化特点均为夏季>春季>秋季>冬季;日变化均呈现早晚低、中午高的单峰型,辐射分量日峰值一般出现在12—14时;总辐射和反射辐射出现时间为05—07时,趋于0 W/m 2的时间为17—19时;净辐射出现负值的时间为16—19时,出现正值的时间为06—08时。(3)总辐射、反射辐射、大气与地面长波辐射年平均曝辐量分别为4834.74 MJ/m 2、992.09 MJ/m 2、10564.04 MJ/m 2、12320.75 MJ/m 2,各辐射曝辐量季节变化特点均为冬季多云>阴天>降雨>降雨夹雪>降雪;净辐射在降水过程中日变化趋势与总辐射一致并且变化较明显;地面反照率在降雪过后上升明显,雪化后降低。 展开更多
关键词 西安 平原 地面辐射收支 特征
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基于数值模拟对三峡库区地表能量收支特征的分析 认领 引用
6
作者 孙晨 郭广芬 +2 位作者 汪方 吴瑶 赵小芳 《暴雨灾害》 2026年第3期446-456,共11页
研究三峡库区地表能量收支的细节特征可以为定量评估水库气候效应提供科学依据。基于再分析资料CRA-40驱动WRF(Weather Research and Forcasting Model)区域气候模式,对2013—2022年三峡库区夏季气候进行高精度模拟,利用站点观测数据和E... 研究三峡库区地表能量收支的细节特征可以为定量评估水库气候效应提供科学依据。基于再分析资料CRA-40驱动WRF(Weather Research and Forcasting Model)区域气候模式,对2013—2022年三峡库区夏季气候进行高精度模拟,利用站点观测数据和ERA5再分析数据验证模式的可靠性,在此基础上分析地表能量收支与辐射平衡的时空变化特征。结果表明:WRF模式能较好地再现三峡库区气温和辐射的时空分布,模拟结果显示云层是调控地表能量分配的关键因子,全天空条件下的地表向下短波辐射和净短波辐射较晴空条件平均分别减少70~130 W·m-2和50~100 W·m-2。地表能量收支由潜热通量主导,其与净辐射的时间变化高度同步,且均表现出显著的季节内变化和昼夜变化特征,峰值分别出现在7月末至8月初和白天午后。库区水体具有显著的储热效应,晴空午间的储热通量可超过650 W·m-2,主导了净辐射的能量分配去向。研究结果可为深入理解三峡工程的气候与环境效应提供有价值的数据参考。 展开更多
关键词 三峡库区 地表能量收支 WRF模式 辐射平衡
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青藏高原多年冻土地表土壤热通量的估算研究 认领 引用 被引量：1
7
作者 李笑 赵林 +3 位作者 李艳 李祥飞 赵建婷 肖敏轩 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第2期124-134,共11页
利用观测资料结合遥感数据,基于半阶导数法估算青藏高原多年冻土区唐古拉和西大滩两个观测点2010—2012年的地表土壤热通量,并与“观测值”(利用10 cm土壤热通量和5 cm土壤温度观测数据计算得到的地表土壤热通量)及已有的3种遥感估算方... 利用观测资料结合遥感数据,基于半阶导数法估算青藏高原多年冻土区唐古拉和西大滩两个观测点2010—2012年的地表土壤热通量,并与“观测值”(利用10 cm土壤热通量和5 cm土壤温度观测数据计算得到的地表土壤热通量)及已有的3种遥感估算方法(GLEAM、PM-RS和组合法)进行对比分析。结果表明:1)半阶导数法估算的地表土壤热通量(G0)与观测G0具有较好的一致性,估算精度高;2)与已有的GLEAM、PM-RS和组合法相比,半阶导数法表现更好,估算的两个站点G0的相关系数(R)分别为0.85和0.81,偏差(Bias)分别为-0.70和0.08 W/m2,均方根误差(RMSE)分别为5.78和8.79 W/m2,平均绝对误差(MAE)分别为4.22和6.81 W/m2。相较于其他方法,半阶导数法的优势在于物理机制明确,参数设置简洁,仅需单层地表温度值和土壤热属性数据作为模型输入。 展开更多
关键词 多年冻土 地热能 热通量 半阶导数法 青藏高原
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Evaluation of surface latent heat and sensible heat fluxes from ERA-5,GLDAS,and MODIS on different underlying surfaces in the Tibetan Plateau 认领 引用 被引量：1
8
作者 LAN Xincan YIN Yongsheng +4 位作者 TANG Jiale LIAN Yuanyuan ZHAO Fang WANG Yumeng ZHENG Zhixian 《Journal of Mountain Science》 SCIE CSCD 2025年第1期230-245,共16页
Surface-latent heat(LE)and sensible heat(SH)fluxes play a pivotal role in governing hydrological,biological,geochemical,and ecological processes on the land surface in the Tibetan Plateau.However,to accurately assess ... Surface-latent heat(LE)and sensible heat(SH)fluxes play a pivotal role in governing hydrological,biological,geochemical,and ecological processes on the land surface in the Tibetan Plateau.However,to accurately assess and understand the spatial distribution of LE and SH fluxes across different underlying surfaces,it is crucial to verify the validity and reliability of ERA-5,GLDAS,and MODIS data against ground measurements obtained from the Flux Net micrometeorological tower network.This study analyzed the spatial patterns of LE and SH over the Tibetan Plateau using data from ERA-5,GLDAS,and MODIS.The results were compared with ground measurements from Flux Net tower observations on different underlying surfaces,and five statistical parameters(Pearson's r,LR slope,RMSE,MBE,and MAE)were used to validate the data.The results showed that:(1)MODIS LE data and ERA-5 SH data exhibited the closest agreement with ground observations,as indicated by their lowest root mean square error and mean bias area values.(2)The accuracy of ERA-5 SH was the highest in meadows and steppes,while GLDAS SH performed optimally in shrublands.Notably,MODIS LE consistently outperformed the other datasets across all vegetation types.(3)The spatial distribution of LE and SH displayed considerable heterogeneity,contingent upon the specific data sources and underlying surfaces.Notably,there was a contrasting trend between GLDAS and ERA-5,as well as MODIS,in terms of SH distribution in the shrubland.In shrublands and meadows,MODIS SH and LE exhibited more pronounced changes than ERA-5 and GLDAS.Additionally,ERA-5 SH demonstrated the opposite variation in meadow and steppe regions compared to GLDAS and MODIS. 展开更多
关键词 FluxNet ERA-5 GLDAS MODIS Latent and sensible heat flux(LE and SH) Tibetan Plateau
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地表覆盖变化和人类活动对上海郊区地表能量平衡影响的模拟评估 认领 引用 被引量：1
9
作者 王正大 敖翔宇 +1 位作者 支星 徐相明 《气象与环境学报》 2025年第1期22-34,共13页
利用上海郊区奉贤夏季地表能量平衡观测资料,检验了城市陆面模式(Surface Urban Energy and Water Balance Scheme,SUEWS)的适用性及对地表覆盖变化和人类活动的敏感性。结果表明:SUEWS模式能较好再现辐射通量的日变化趋势,且能较好模... 利用上海郊区奉贤夏季地表能量平衡观测资料,检验了城市陆面模式(Surface Urban Energy and Water Balance Scheme,SUEWS)的适用性及对地表覆盖变化和人类活动的敏感性。结果表明:SUEWS模式能较好再现辐射通量的日变化趋势,且能较好模拟感热通量和潜热通量日变化及量级。通过对比夏季较干燥和较潮湿月份平均波文比发现较干燥月份波文比(0.74)接近较潮湿月份(0.40)的2倍,表明空气湿度对湍流热通量有显著影响。通过多组下垫面覆盖敏感性试验发现,相对于树林而言,SUEWS模拟的感热通量和潜热通量对草地面积更为敏感,当自然地表覆盖率一定时,草地面积增大,表现为波文比的明显减小。当人口密度增大时,模拟的人为热通量明显增加,导致模拟的感热通量和波文比的明显增大。 展开更多
关键词 城市地表能量平衡模式 地表覆盖变化 波文比 上海郊区
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宁夏中部干旱带压砂地与荒漠草原辐射特征 认领 引用 被引量：1
10
作者 李阳 闫伟兄 赵金龙 《沙漠与绿洲气象》 2025年第3期174-183,共10页
利用2021年压砂地和荒漠草原(简称“草地”)逐小时净辐射通量、土壤热通量资料,基于常规气象统计方法,对比分析不同时间尺度净辐射通量和土壤热通量的变化特征,探讨不同下垫面能量平衡分量的变化规律。结果表明:(1)压砂地、草地净辐射... 利用2021年压砂地和荒漠草原(简称“草地”)逐小时净辐射通量、土壤热通量资料,基于常规气象统计方法,对比分析不同时间尺度净辐射通量和土壤热通量的变化特征,探讨不同下垫面能量平衡分量的变化规律。结果表明:(1)压砂地、草地净辐射通量在年内总体呈现“两头低、中间高”的变化规律,且压砂地的净辐射通量总体上高于草地;两种下垫面土壤热通量变化平缓,春、夏季压砂地土壤热通量低于草地,秋、冬季则相反。(2)压砂地、草地净辐射通量最大值均出现在7月,最小值分别出现在12、1月,呈先升后降的月变化趋势,土壤热通量变化平缓,最大值均出现在5月,最小值分别出现在11、12月;(3)压砂地、草地净辐射通量和土壤热通量的月平均日变化均呈单峰型,土壤热通量日峰值较净辐射通量滞后1~2 h;压砂地净辐射通量日峰值高于草地,不同月份差异较大,土壤热通量日峰值差异较小。(4)在不同类型天气条件下,压砂地、草地的净辐射通量和土壤热通量具有明显不同的日变化特征,且日变化趋势和幅度有明显的季节差异。此外,两种下垫面的净辐射通量和土壤热通量波动幅度均表现出晴天>阴天及扬沙/沙尘暴天>雨/雪天。 展开更多
关键词 宁夏中部干旱带 压砂地 荒漠草原 净辐射通量 土壤热通量
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黄土高原夜间地表能量不平衡问题的初步研究 认领 引用
11
作者 赵建华 张强 +4 位作者 王胜 梁芸 张良 岳平 赵福年 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2025年第2期385-398,共14页
一般认为白天的地表能量不平衡(surface energy imbalance,SEI)主要由涡动相关法造成,但夜间湍流受到抑制,其产生的原因尚不清楚.本文分析了夜间与白天地表能量的区别,认为夜间土壤热量存在的双向传递慢过程、向上长波辐射位相延后与湍... 一般认为白天的地表能量不平衡(surface energy imbalance,SEI)主要由涡动相关法造成,但夜间湍流受到抑制,其产生的原因尚不清楚.本文分析了夜间与白天地表能量的区别,认为夜间土壤热量存在的双向传递慢过程、向上长波辐射位相延后与湍流相干结构是其重要原因.为此,本文利用黄土高原典型代表站的观测数据,对夜间SEI展开研究.发现:(1)考虑慢过程后,夜间土壤温度、土壤热通量、土壤热储与地表土壤热通量均有一定程度的增大,其能量闭合率(Energy BalanceRatio,EBR)提高了0.02或3%,达到0.71,能量平衡残差(Residual,Res)绝对值降低了0.8 W·m-2或4%,为17.0 W·m-2;(2)考虑向上长波辐射位相延后,夜间向上长波辐射和净辐射均有所降低,其EBR也为0.71,也提高了0.02或3%,|Res|为15.5W·m-2,降低了2.3W·m-2或13%;(3)考虑相干结构的贡献后,感热与潜热分别增大了53%(绝对值)和35%,其EBR未有显著变化,但|Res|降低了1.1W·m-2或6%;(4)既考虑慢过程,又考虑向上长波辐射位相延后和相干结构时,夜间EBR为0.73,提高了0.04或6%,|Res|为14.8 W·m-2,降低了3.0 W·m-2或17%.显然,这三个过程均可改善夜间地表能量闭合水平,但综合效应改善更大;(5)增加Durand(2022)提出的湍流通量漏失部分,可使EBR提高0.03,达到0.76,|Res|降低1.4 W·m-2,达到13.4 W·m-2,但也未闭合,故涡动相关法可能不是夜间SEI产生的主要原因.分析发现,长波辐射计的观测误差较大,且无世界标准;检测结果显示,长波辐射存在系统误差,且EBR和Res与长波辐射均存在显著的正相关关系,因此我们认为长波辐射的系统误差可能是夜间SEI产生的主要原因,提高长波辐射计的观测精度应该是改善夜间地表能量闭合水平的重要途径. 展开更多
关键词 夜间地表能量不平衡 慢过程 长波辐射位相延后 湍流相干结构 长波辐射计精度
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暖湿化背景下西藏地表感热通量时空变化特征及归因分析 认领 引用
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作者 杜军 扎西顿珠 +1 位作者 次旺 平措桑旦 《高原山地气象研究》 2025年第3期24-35,共12页
基于CHEN-WENG感热系数方案,利用1981-2023年西藏38个气象站点观测资料,采用线性方程、R/S分析和逐步回归方法,分析近43 a西藏地表感热通量(Sensible Heat Flux,SH)的时空变化特征及影响因子。结果表明:(1)在空间分布上,西藏各地春、夏... 基于CHEN-WENG感热系数方案,利用1981-2023年西藏38个气象站点观测资料,采用线性方程、R/S分析和逐步回归方法,分析近43 a西藏地表感热通量(Sensible Heat Flux,SH)的时空变化特征及影响因子。结果表明:(1)在空间分布上,西藏各地春、夏两季和全年平均SH呈经向型,秋、冬两季SH为纬向型。近43 a大部分站点春、秋、冬3季和年SH均呈增强趋势,夏季SH趋于减弱。(2)在时间尺度上,西藏平均SH月变化呈5月最大、12月最小的单峰型;季变化为春季最大、夏季次之、冬季最小。近43 a年SH呈“V”型变化,1981-1996年显著减弱(−3.33 W·m−2·(10 a)−1),1997-2023年显著增强(1.70 W·m−2·(10 a)−1),总体上呈弱的增强趋势(0.43 W·m−2·(10 a)−1)。夏季SH趋于减弱,其他3季SH倾向于增强,以冬季最显著。夏季平均SH在1980s最强,2000s最弱;其他3季和年平均SH均在1990s最弱,2010s最强。未来西藏夏季SH减弱趋势将持续,其他3季和年SH仍将保持增强趋势。(3)近43 a影响西藏年、季SH的主导气象因子均是地气温差,贡献率为68.6%~89.9%,以春季最小、冬季最大。转折前后对西藏年、季SH变化起主导作用的同样是地气温差,转折后地气温差的贡献率明显增大。气温升温率快于地温造成的地气温差减小是夏季SH减弱的主因;而气温升温率慢于地温引起的地气温差加大是春、秋、冬3季和年SH增强的主导因素。 展开更多
关键词 感热通量 地气温差 风速 时空变化 变化趋势 年代际变化 归因分析
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半湿润丘陵区能量闭合特征及影响因素分析 认领 引用
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作者 吴丽英 罗志琪 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第5期24-32,42,共9页
涡度相关技术作为当前进行碳水通量观测的有效方法,通常存在观测到的能量平衡方程不闭合的问题,对数据可靠性产生直接影响。以柳林流域涡动相关系统通量观测数据为基础,聚焦于能量分量变化特性及其滞后效应,采用能量平衡比率法及普通最... 涡度相关技术作为当前进行碳水通量观测的有效方法,通常存在观测到的能量平衡方程不闭合的问题,对数据可靠性产生直接影响。以柳林流域涡动相关系统通量观测数据为基础,聚焦于能量分量变化特性及其滞后效应,采用能量平衡比率法及普通最小二乘法两种方法,对近地层能量闭合率进行了深入探讨与分析。结果表明:日尺度上各能量组分的时段变化呈单峰特征,潜热、感热和地热通量的变化均滞后于净辐射。能量闭合比率的异常正值占4.31%,异常负值占21.16%,异常闭合现象主要出现在夜间和日出、日落期间,其根源在于各能量组分的变化滞后于净辐射,而这种湍流通量与可利用能量的正负变化不同步现象与湍流结构无直接关联。最小二乘法的能量闭合率为0.66,其大小在国内外已有研究中位于中间水平,当相对垂直湍强小于0.12时,受到湍流运动状态的显著影响,而随数据质量等级的变化较小。剔除异常闭合值后,普通最小二乘法的整体和白天的能量闭合率分别提升了3.34%、4.24%,夜间则大幅升高了32.13%。当相对垂直湍强RIw<0.12时,白天和夜间的最小二乘法斜率均随RIw的增大而呈显著增大趋势,随着RIw继续增长,白天斜率的增速放缓,夜间则呈下降趋势。此外,能量闭合率和大气稳定度、RIw均呈单峰模式,相关性明显,说明近地层大气的湍流运动状态对于能量闭合率有重要影响。 展开更多
关键词 涡动相关系统 异常能量闭合率 能量滞后现象 大气稳定度 相对垂直湍强
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利用最大熵增方法估计青藏高原地面热源 认领 引用
14
作者 李娜 赵平 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2025年第4期1085-1096,共12页
研制能够满足气候监测和预测业务时效需求、覆盖时间长且准确度较高的青藏高原地区地面热源数据集(包括地表感热通量(SH)和潜热通量(LE))有科学价值和实际意义。在多种大气再分析资料中,NCEP-Ⅱ大气再分析资料能够满足气候监测与预测业... 研制能够满足气候监测和预测业务时效需求、覆盖时间长且准确度较高的青藏高原地区地面热源数据集(包括地表感热通量(SH)和潜热通量(LE))有科学价值和实际意义。在多种大气再分析资料中,NCEP-Ⅱ大气再分析资料能够满足气候监测与预测业务时效,但其基于经典莫宁-奥布霍夫相似理论计算的SH和LE误差较大。虽然以往的研究已经采用最大熵增模型(Maximum Entropy Production,MEP)以及卫星遥感和大气再分析等多源数据建立了青藏高原地区SH和LE数据集,然而这些数据集的时间较短且不能满足气候监测、预测业务的时效需求,因此采用MEP和能够满足气候监测和预测时效的NCEP-Ⅱ大气再分析资料的日平均地表净辐射、地表温度和表层土壤含水量数据,建立了1980-2023年青藏高原地区SH和LE的格点数据集,用青藏高原地面加密观测站资料验证了新建数据集的可靠性,并分析SH和LE的时、空变化特征。结果表明:用MEP计算的月平均SH(SHMEP)和LE(LEMEP)与观测的相关系数分别为0.93和0.82,均方根误差分别为11.91和13.80 W/m2,优于ERA5、ERAInterim、MERRA-2、JRA-55和NCEP-Ⅱ大气再分析资料的SH和LE,能够满足气候监测和预测业务时效及质量需求。分析表明,1980-2023年夏季青藏高原SHMEP呈现显著的下降趋势(−0.48 W/(m2·10 a)),而LEMEP呈现不显著的上升趋势。 展开更多
关键词 最大熵增模型 青藏高原 地表热通量
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青藏高原东坡高冠层植被大气间的储存项对地表能量闭合度的影响研究 认领 引用 被引量：3
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作者 刘禹辰 李茂善 +3 位作者 常娜 江永濠 王婷 胥佩 《高原气象》 CSCD 北大核心 2025年第2期435-444,共10页
近地层能量不闭合现象普遍存在,尤其是山地湖泊等复杂下垫面,由于地表的非均一性,能量闭合情况较差,其中山地高冠层植被大气间能量储存项对能量闭合度的影响往往被忽略。本文基于2022年6-10月成都信息工程大学峨眉山大气与环境综合观测... 近地层能量不闭合现象普遍存在,尤其是山地湖泊等复杂下垫面,由于地表的非均一性,能量闭合情况较差,其中山地高冠层植被大气间能量储存项对能量闭合度的影响往往被忽略。本文基于2022年6-10月成都信息工程大学峨眉山大气与环境综合观测试验站(以下简称“峨眉山站”)梯度塔气象资料、辐射观测资料和涡动协方差系统湍流观测资料。利用Ogive函数分析了适合于该森林站点湍流通量计算的平均时间,计算了地表热通量土壤热通量、各植被大气间的能量储存分项,并分析了考虑植被大气间的储存项后近地面能量平衡的变化。结果表明:延长计算湍流通量平均时间至60 min,一定程度上能够捕捉到某些时刻更大的湍涡,但和平均时间30 min相比,能量平衡比率降低,因此认为以30 min的平均时间计算湍流通量仍然适用于峨眉山站。植被大气间能量储存项对能量平衡比率的提升幅度约为3.65%,考虑此项在绝大部分时间有提升能量闭合度的作用,其中光合作用的能量储存项对提升能量闭合度的贡献最大,植被冠层储热项次之,然后是感热储存项,潜热储存项的贡献最小。高冠层植被大气间的能量储存项各项均具有明显的单峰日变化特征,植被冠层储热项峰值最高可达26 W·m-2,考虑植被冠层储热项的情况下能够提升1.57%的能量平衡比率;光合作用储存项峰值可达8 W·m-2左右,日平均存储量约为141.6 W·m-2,是主要的能量储存项,考虑光合作用储存项后能够提升1.65%的能量平衡比率,占总体影响效果的45%。感热储存项峰值5 W·m-2左右,潜热储存项量级很小,对能量闭合度的影响效果也很小。植被能量储存项除量级很小的潜热储存项外,其余项也不可忽略。在考虑植被大气间能量储存的情况下,能量闭合问题依旧存在,因此除了能量储存项外,山地下垫面诱发的大尺度涡旋的对近地面的能量收支等的影响也需要深入研究。 展开更多
关键词 能量闭合度 能量储存项 涡动相关法 光合作用 森林下垫面
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珠穆朗玛峰地区地表辐射的变化特征 认领 引用 被引量：1
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作者 马龙腾飞 马伟强 +4 位作者 马耀明 席振华 何佳男 马卫垚 石乐乐 《高原气象》 CSCD 北大核心 2025年第4期849-859,共11页
本研究通过对珠穆朗玛峰(以下简称“珠峰”)国家级自然保护区辐射场的全面观测,揭示了其时空变化规律及其对生态环境和气候的潜在影响。本研究通过建立覆盖高寒灌丛、高寒湿地和高寒荒漠草原等多种生态环境的气象梯度观测网络,应用先进... 本研究通过对珠穆朗玛峰(以下简称“珠峰”)国家级自然保护区辐射场的全面观测,揭示了其时空变化规律及其对生态环境和气候的潜在影响。本研究通过建立覆盖高寒灌丛、高寒湿地和高寒荒漠草原等多种生态环境的气象梯度观测网络,应用先进的辐射观测设备,结合数据质量控制和自动化处理流程,获取了多年连续、高精度的四分量辐射通量实测数据。结果表明:(1)珠峰站和高寒灌丛站的净辐射通量在年际尺度上呈现年均增加0.7 W·m-2的趋势;(2)在多年月平均净辐射通量方面,珠峰站和高寒灌丛站从1月的15 W·m-2逐步增加,于8月达到峰值110 W·m-2后开始回落,至12月降至14 W·m-2。多年月平均向下短波辐射通量从1月的210 W·m-2逐渐升高,至6月达到最大值375 W·m-2,随后在7月显著下降至230 W·m-2,并在7-10月保持相对稳定,10月开始显著回落,12月降至最小值200 W·m-2;(3)多年夏季日平均净辐射通量在珠峰站和高寒灌丛站从07:00(北京时,下同)的0 W·m-2开始增加,于13:00达到峰值530 W·m-2,随后逐渐降低,至20:00降为-110 W·m-2。多年夏季日平均向下短波辐射通量则从07:00的0 W·m-2增加,13:00达到860 W·m-2的峰值后下降,21:00降为0 W·m-2。冬季日平均净辐射通量从08:00的-120 W·m-2上升,至14:00达到最大值370 W·m-2后逐渐减少,至20:00再次降为-120 W·m-2。冬季日平均向下短波辐射通量则从08:00的0 W·m-2开始升高,14:00达到最高值840 W·m-2后下降,20:00降为0 W·m-2;(4)各站点之间的辐射通量差异显著,尤其在高寒湿地站与其他两站之间对比突出。高寒湿地站的年均净辐射、年均向下短波辐射、多年月平均净辐射、多年月平均向下短波辐射、夏冬季日平均净辐射及向下短波辐射均高于珠峰站和高寒灌丛站。本研究的结果为理解高海拔地区的气候变化提供了新的视角,并为遥感监测技术的发展、全球气候模式的改进以及高原地区环境保护策略的制定提供了关键数据支持。 展开更多
关键词 珠穆朗玛峰地区 地表辐射 地表辐射年变化 地表辐射季节变化 地表辐射日变化
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北极海冰区1981—2020年辐射通量的时空变化特征与分析 认领 引用 被引量：1
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作者 江萌 周春霞 +1 位作者 张腾 陈晓丽 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第9期1914-1927,共14页
北极海冰快速消退,表面净辐射及云辐射强迫变化显著,综合分析其时空变化特征对认识全球气候环境变化具有重要意义。基于欧洲中期天气预报中心第5代气候再分析数据集分析了1981—2020年北极海冰区域表面净辐射(短波净辐射、长波净辐射和... 北极海冰快速消退,表面净辐射及云辐射强迫变化显著,综合分析其时空变化特征对认识全球气候环境变化具有重要意义。基于欧洲中期天气预报中心第5代气候再分析数据集分析了1981—2020年北极海冰区域表面净辐射(短波净辐射、长波净辐射和总净辐射)及云辐射强迫(短波云辐射强迫、长波云辐射强迫和总云辐射强迫)的季节、年际和年代际变化特征。结果表明,1981—2020年北极夏季海冰区域总净辐射的均值为84.16 W/m2,其对地表起加热作用;总云辐射强迫均值为-16.78 W/m2,云对地表起冷却作用。相较于长波辐射,短波辐射对表面净辐射和云辐射强迫的贡献更为显著。1981—2020年短波净辐射呈明显的上升趋势,10年变化速率达2.22 W/m2,在2011—2020年却转为急剧下降趋势,10年下降速率可达到6.58 W/m2;短波云辐射强迫在1981—2020年夏季均值为-67.91 W/m2,以-2.75 W/m2的10年变化速率显著下降,表明云对地表的冷却效应增强。北极边缘海域辐射通量变化剧烈,特别是巴伦支海-喀拉海,该海域夏季总净辐射与总云辐射强迫变化速度最快。 展开更多
关键词 北极海冰区域 表面净辐射 云辐射强迫 ERA5 时空变化特征
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基于MODIS数据探讨自然因子和人为因子对贵州省地表反照率演变的贡献 认领 引用
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作者 陈淋淋 刘绥华 +3 位作者 邓玲玲 申选英 宋善海 龙洋洋 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第4期719-732,共14页
为量化自然因子和人为因子对贵州省地表反照率的相对贡献及对其变化的影响,基于2001—2022年MCD43A3数据集反演地表反照率,通过Theil-Sen斜率算法、Mann-Kendall显著性检验和Hurst指数方法,对地表反照率过去和未来的演变趋势进行分析。... 为量化自然因子和人为因子对贵州省地表反照率的相对贡献及对其变化的影响,基于2001—2022年MCD43A3数据集反演地表反照率,通过Theil-Sen斜率算法、Mann-Kendall显著性检验和Hurst指数方法,对地表反照率过去和未来的演变趋势进行分析。在此基础上,结合自然因子和人为因子数据集,利用偏相关分析、残差分析和岭回归分析,对影响地表反照率变化的因素进行量化和分类得到以下结果。1)在时间视角上,2001—2022年地表反照率呈波动性下降趋势,平均下降速率为3.699×10−5a−1,2001—2003年下降速率最大,为0.0045 a−1;在空间视角上,地表反照率呈东北部地区下降、西北部地区上升、研究区60.16%面积的区域下降的趋势,未来继续以下降为主。2)在对自然因子的响应方面,地表反照率与气温及叶面积指数(LAI)正相关,与降雨量及土壤水分负相关,空间上LAI是影响其分异的主导因素,时间上土壤水分是影响其分异的主导因素。3)自然因子的变化和人类活动对地表反照率的变化产生双重影响,总体上以抑制为主,研究区60.17%面积的区域受两者共同驱动。相对贡献率的排序为土壤水分(35.23%)>LAI(23.96%)>土地利用(18.65%)>气温(12.03%)>降水(10.13%)。 展开更多
关键词 地表反照率 自然变化 人类活动 残差分析 岭回归分析
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Effect of temperature and water content on surface albedo of loess in cold regions and the associated mechanisms 认领 引用
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作者 MA Anjing ZHANG Mingli +3 位作者 ZHOU Fengxi ZHOU Zhixiong FENG Wei WANG Zhen 《Journal of Mountain Science》 SCIE CSCD 2025年第4期1306-1325,共20页
Surface albedo,as one of the important properties of the underlying surface,has a significant impact on the surface energy balance in cold regions.However,due to the complexity of the factors affecting surface albedo,... Surface albedo,as one of the important properties of the underlying surface,has a significant impact on the surface energy balance in cold regions.However,due to the complexity of the factors affecting surface albedo,existing calculations still contain inaccuracies.Therefore,this study conducted surface albedo experiments on loess with different water contents and temperatures.By analyzing the surface albedo measurements of samples with varying temperature and water content levels,as well as the soil freezing characteristic curve(SFCC)and soil-water characteristic curve(SWCC)of loess,the study explores the influence of soil temperature and water content on the surface albedo of loess.The results indicate that both the temperature and water content of loess jointly affect surface albedo.During the process of albedo change,there exists a water content threshold that alters the trend of surface albedo.Soil temperature influences surface albedo by affecting the content of pore ice and liquid water within the soil.When the water content of loess is relatively low,the surface albedo decreases as the unfrozen water content decreases.However,this trend changes as the water content of loess increases.Additionally,a decrease in soil temperature lowers the moisture content threshold during the changes in surface albedo.This study provides a reference for exploring and determining the surface energy balance in cold regions under the background of warm and humid climates,as well as for establishing thermal calculation boundaries. 展开更多
关键词 Loess Cold regions Surface albedo Water content Soil temperature
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降水天气对地表辐射收支影响分析——以西安市为例 认领 引用
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作者 马凌珊 曹梅 +2 位作者 杨珍 孙涛 李博 《农业灾害研究》 2025年第4期199-201,共3页
利用西安市泾河国家基本气象站2022年7月1日至2024年6月30日地表辐射数据,分析了西安市地表辐射能量变化特征和降水天气对辐射能量的影响。研究结果表明:(1)西安市地表辐射收支各分量均呈现“正午高、早晚低”的单峰型,总辐射和反射辐... 利用西安市泾河国家基本气象站2022年7月1日至2024年6月30日地表辐射数据,分析了西安市地表辐射能量变化特征和降水天气对辐射能量的影响。研究结果表明:(1)西安市地表辐射收支各分量均呈现“正午高、早晚低”的单峰型,总辐射和反射辐射、净全辐射辐照度最大日峰值均出现在7月,分别为710.0、130.6、498.1 W/m2,大气长波最大日峰值出现在8月,为442.6 W/m2,地面长波辐射最大日峰值出现在6月,为539.8 W/m2。(2)降水过程对总辐射的影响最大。在降水过程中,总辐射辐照度表现为晴天>多云>阴天>降水。反射辐射、净全辐射与总辐射变化趋势一致,反射辐射在降水时较晴天时低,连续性降水对大气长波辐射起增强作用,对地面长波辐射起削弱作用。 展开更多
关键词 西安 降水天气 辐射收支
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