Page 209 - 《高原气象》2022年第1期

1 期 杨 斌等：青藏高原东部拉萨河下游地区大气湍流交换特征研究 207

图1 净生态系统CO 交换（NEE）和蒸散（ET）日变化特征
2
垂直和水平的黑色虚线分别表示生长季/非生长季分界和NEE的
零值线，红色实线表示NEE的变化趋势，红色虚线表示
ET的变化趋势
Fig. 1 Daily variation of net ecosystem CO exchange（NEE）
2
and evapotranspiration（ET）. The vertical black dotted line
indicate the boundary between the growing and non-growing
图3 生长季（a）和非生长季（b）大气稳定度、摩擦风速和
seasons，the horizontal black dotted lines indicate the zero-
动量通量的日变化特征
value line for NEE，respectively，the red solid line indic-
Fig. 3 Diurnal variations of atmosphere stability，friction
ates the changing trend of NEE，and the red dotted
speed，and momentum flux in the growing（a）and non-
line indicates the changing trend of ET
growing seasons（b）
3. 2 大气湍流条件日变化和频谱特征
（北京时，下同）开始增加，15:00到达峰值后逐渐降
生长季和非生长季大气稳定度（ξ）在-0. 3~0. 3
低，19:00后又趋于稳定。ξ随着 u * 和动量通量的增
的区间范围内频率较大（图 2）。频率峰值出现在近
加而降低，在 09:00迅速降低，变为不稳定状态，之
中性条件下，其中生长季大气稳定条件多为不稳定
后大气稳定度逐渐上升，并在19:00后恢复到大气稳
和近中性条件，而非生长季的大气稳定条件的频率
定状态，生长季的白天时段大气稳定度波动较大。
有所增加。
生长季和非生长季下垫面植被变化对 ξ影响较
生长季和非生长季时期摩擦风速（u * ）和动量通
小，两时期 ξ 的日变化特征没有发生明显的差异
量的日变化均呈单峰型变化特征（图 3），从 09:00
（图4）。大气不稳定条件多发生在白天时段（09:00-
18:00），中性条件在全天各时间段均发生，其中早
晨（08:00-09:00）和傍晚（18:00-19:00）出现频率较
高，大气稳定条件主要发生于夜间（20:00 至次日
07:00）。
选择了 8月 20-25日所有 30 min内样本完整无
缺失的高频数据，总样本量为 284 个，并根据研究
区 ξ 频率分布（图 2），选择大气不稳定条件（-0. 3<ξ
≤-0. 04，N=58），中性条件（-0. 04<ξ≤0. 04，N=67）
和大气稳定条件（0. 04<ξ≤0. 3，N=86）的样本，图 5
为这些不同大气稳定条件的平均归一化谱。根据
Kolmogorov 的谱理论，可以看出本试验区 u、v 和 w
方向的风速和温度归一化谱的谱型较完整，在惯性
图2 生长季和非生长季大气稳定度的频率分布
副区谱密度曲线的斜率满足-2/3 规律。惯性副区
N表示样本量
Fig. 2 Frequency distribution of atmosphere stability in 内不同大气稳定度下三维风速的谱密度曲线较为
growing season and non-growing season. 接近，而在低频区谱密度随大气稳定度的增加逐渐
N represents the sample size 降低，其中 w 方向风速的谱密度曲线在低频区