Page 214 - 《高原气象》2022年第1期
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高 原 气 象 41 卷
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图10 生长季（a，b）和非生长季（c，d）湍流热量参数（W'T' ）与大气稳定度的关系
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Fig. 10 The relationship between turbulent heat parameter（W'T' ）and atmosphere
stability in growing（a，b）and non-growing seasons（c，d）
测得出的风速归一化谱变化略有差异，主要是因为 区 的 较 大 尺 度 的 低 频 湍 流 有 关 。 Polonik et al
本站点周边环境比较复杂，建筑和山体等因素影响 （2019）对比开路和闭路涡度相关系统的归一化谱
气流运动，加之中尺度局地环流的存在，使得 u和 v 得出闭路设备由于较大的路径分离，导致结果会出
方向的湍流发展比较旺盛，但在惯性副区谱密度曲 现高频损失的现象。WCO 的惯性副区斜率大于
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线的斜率严格遵守-2/3规律，则该区域平流或泄流 -4/3，可能由于闭路设备中风速仪和气体分析仪之
导致闭路涡度相关系统的通量被低估现象出现可 间路径分离造成部分湍流未能被捕获，但高频区域
能性较低（倪攀等，2009）。本研究观测得到 w 方向 未出现明显损失，则闭路涡度相关系统可以较理想
风速归一化谱的峰值频率在大气不稳定条件和中 地满足本研究区NEE观测，仪器自身构造和区域中
性条件下与Kaimal et al（1972）研究结果（0. 1 Hz）一 尺度环流对通量观测的影响较小，垂直方向风速
致，而大气稳定条件下该峰值频率结果偏低，主要 （w）与 H O 浓度协谱（WH O）峰值频率并不明显，
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是因为本研究区下垫面粗糙度较低，对湍流破碎作 惯性副区频率范围较大，主要与该区域生长季较为
用较小，使得低频区域较大尺度的湍流对湍流能量 充分的水汽交换有关。
贡献较高。大气不稳定条件下温度谱密度较高，且 本研究发现生长季和非生长季，下垫面植被变
峰值频率不明显，主要由于本站点所处青藏高原地 化对湍流条件日变化特征的影响较小（图 2~4），这
区，辐射量较强，使得湍流的热量交换较剧烈［图 5 与仲雷等（2006）在青藏高原河谷草甸对近地层大
（d），图 7（a）］，故本研究区在不同大气稳定条件 气湍流变化的研究结果一致。本研究区的各方向
下，温度的谱密度较相似，受大气稳定条件的影响 风速归一化标准差与大气稳定度关系符合 1/3 幂次
较小，有利于地表与大气之间的热量交换促进大气 律，与表 1 所总结的在青藏高原不同区域观测的结
热力环流发展。本研究发现垂直方向风速（w）与 论基本一致。近中性状态下，各风速分量的归一化
CO 浓度协谱（WCO）的惯性副区向高频区间移动 标准差与刘辉志等（2007）及杨丽薇等（2017）的观
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［图 7（b）］，这主要与闭路涡度相关系统的三维超声 测结果相近。另外与w方向的风速归一化标准差相
风速仪和气体分析仪之间路径分离构造以及研究 比，u 和 v 方向的风速归一化标准差在生长季和非
