Page 126 - 《高原气象》2022年第1期

高 原 气 象 41 卷
124

图1 研究区域地形（a，陆宣承等，2020）、地貌（b，由Landsat/TM 第B1、第B2和第B3通道合成）和观测仪器设备（c）
Fig. 1 Topography（a，from Lu et al，2020），geomorphology（b，synthesized by Landsat/TM channels
B1，B2 and B3）and observation instruments and equipment（c）of the study area
均为北京时，而若尔盖湿地当地时间较北京时间晚 在热量水平交换的机制（Stannard et al，1994）。这
1 h左右。 种水平热量交换可以通过平流（第二项）和湍流（第
四项）两种方式进行。但实际计算中由于湍流在水
3 近地面水平热平流
平方向的分量很小，本文忽略该项的影响，并认为
3. 1 计算方法介绍 非均质下垫面下的水平能量交换主要以平流的方
涡动相关系统建立的核心，是湍流的平均运动 式进行。
方程，即雷诺平均方程（Paw et al，2000）， 由式（1）可以进一步推导雷诺平均方程的通量
- - -
∂ c - ∂ c - ∂ c ∂ - --- ∂ - --- - 形 式（Finnigan et al，2003；Kochendorfera et al，
- + u - + w - + - (u'c') + - (w'c') = S （1）
∂ t ∂ x ∂ z ∂ x ∂ z 2011），该方程表明观测点的净辐射能量主要通过
-
-
式中： S代表标量的净收支； c代表标量的半小时平 水平平流、垂直平流以及垂直湍流的方式输入大
均密度；t 表示时间；u 表示水平风速；w 表示垂直 气。由此，观测点的水平热平流可以表示为（Hard‐
风速；u´表示水平风速的脉动；w´表示垂直风速的 er et al，2017；Kochendorfera et al，2011）：
- - - -
z m - ∂ T
∂ c - ∂ c F HA = -ρ a C p∫ ( - ∂ T )
脉动；第一项 ( ) - 为存储项，第二项 u 为平均 u + v dz （2）
( ) -
∂ t ∂ x 0 ∂x ∂y
- -3
- ∂ c 式中： ρ a 为空气密度（单位：kg·m ）； C p 为空气的
水平平流项，第三项 w 为平均垂直对流项，第 -
( ) -
-1
∂ z 定压热容［单位：J·（kg·℃）］； T 为半小时平均的
∂ - --- ∂ - --- 温度（单位：℃）； z m 为观测高度（单位：m）；u 为径
四项 - (u'c')为水平湍流通量，第五项 - (w'c')为
-1
-1
∂ x ∂ z 向风速（单位：m·s ）；v为切向风速（单位：m·s ）。
垂直湍流通量；该方程说明观测空间与外界的物质 该项表明：温度水平不均匀的空气在风场的作用下
或能量的交换，可以通过水平或垂直方向的平流和 发生水平平流，会引起近地面热量的水平输送，从
湍流进行。 而导致单位气块内的热量收支发生变化。正值表
上式第二项和第四项体现了非均质下垫面存 示气块热量净收入，负值表示气块热量净支出。假