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张掖戈壁地区土壤热通量特征分析

王胜  李耀辉  张良  柳媛普  赵建华  岳平  刘宏谊  李刚  
【摘要】:土壤热通量在地表能量交换中扮演重要角色。相对水资源缺乏的干旱半干旱区而言,土壤热通量显得更加重要。本文利用张掖国家气候观象台的土壤热通量观测资料。分析了不同天气状况下,张掖戈壁土壤热通量的日变化特征及其与辐射通量的关系。结果表明晴天大气向土壤传递热量,短波辐射和土壤热通量的变化都很规律,阴天和雨天的变化较不规则。土壤热通量最大值出现在13:30左右,大约150Wm-2左右,这个时间随着季节的变化会有所延迟或提前。而在夜晚土壤热通量的最大值约为70Wm-2左右。这说明白天和夜晚土壤热流的交换非常剧烈。晴天、阴天、雨天土壤热通量的日积分值分别为0.04MJm-2d-1、-0.02MJm-2d-1、-0.38MJm-2d-1。;阴天和雨天则是土壤向大气释放热量。另外还分析了土壤热通量季节变化特征。在秋冬季节,土壤热通量基本处于负值而春夏则刚好相反。土壤热通量春季和夏季明显高于秋季和冬季,春季和夏季土热从大气吸收的热量高于土壤向大气释放的热量。而秋季开始,土壤热通量转为负值,在冬季全天热通量的平均值几乎都为负值。说明冬季土壤从大气获得的热量很少,基本上向大气释放热量。同时,冬季,土壤热通量的波动远比其他三个季节小,这可能与冬季大气环流较为稳定有关。春、夏、秋、冬四季的土壤热通量的平均日积分值分别为:8.3MJm-2d-1、5.2MJm-2d-1,-1.7MJm-2d-1、-7.9MJm-2d-1。另外,通过估算,全年土壤热通量的输入量大于输出量,这与敦煌2.5cm处的土壤热通量结果类似。土壤吸收太阳辐射导致土壤热通量增加,当净辐射为负时,土壤又会放出热量,这一过程在一段时期内应该是平衡的。但是目前从一年土壤热通量收支来看,这一过程并不平衡。这可能是全球变暖在这一地区的一个体现。

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