Page 149 - 《高原气象》2025年第3期

3 期 丁 一等：川南森林冠层上方动量和标量的湍流输送效率 707

图1 站点架设位置（a）、 地形图（b）和四峨山观测塔（c）
Fig. 1 Site erection location （a）， topographic map （b） and Si'e mountain observation tower （c）
用粗糙副层高度为 2~3 倍冠层高度为依据， 仪器架 别为730、 516和333。
设的 3 个高度分别观测粗糙副层内、 粗糙副层和常 摩擦速度u * 的计算公式为：
通量层的边界以及常通量层内的湍流特征。涡动 ( - ----- 2 - ----- 2 ) 1/4
u * = u'w' + v'w' （1）
相关系统测定三维风速、 超声虚温、 水汽/二氧化碳
式中： u'， v'， w'为各自脉动速度。奥布霍夫长度尺
密度以及气压， 空气温度。
度L使用以下公式计算：
2. 2 数据预处理 - 3
本文选取 2021 年 5 月 1 日至 6 月 30 日（北京 L = - T u * （2）
- -------
κg w'T'
时， 下同）的 20 m、 38 m 和 56 m 三层涡动相关系统
-2
式中： k=0. 4， 为卡曼常数； g=9. 8 m·s ， 为重力加
观测的原始数据， 原始数据以 10 Hz 频率收集， 采
速度； T 为超声虚温（单位： K）； 稳定性由奥布霍夫
取 30 min 作为平均时间长度， 20 m、 38 m 和 56 m
稳定性参数z/L来表示， 其中z为高度。
的有效的湍流数据总个数分别为 1947 个、 2928 个
感热、 潜热和CO 通量分别计算如下：
和 2928 个。数据经过 TK3 软件包进行预处理， 质 2 - -------
H = ρC p w'T' （3）
量标志为 1~3 可用于基础研究（Foken et al， 2004）， - -- -----
本文所采用摩擦速度（u * ）、 感热通量（H Ts ）、 潜热通 L v E = L v w'ρ v ' （4）
--- ----- -- - - ------ -- - -
量（L v E）和二氧化碳通量（W'CO′ 2 ）为标志为 1~3 的 F c = w'ρ CO 2 ' （5）
-3
数 据 。 经 TK3 对 数 据 进 行 质 量 控 制 后 ， 各 层 式中： ρ是空气密度（单位： kg·m ）； C p 为定压比热
-1
（20 m、 38 m和 56 m）湍流数据质量为 1~3的数量分 容（单位： J·kg ·K ）； L v 为水的汽化潜热（单位：
-1