陇中黄土高原半干旱草地地表反照率的变化特征
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１ － ５ ］ ６ ］ 等［ ，是最基础、最重要的参数之一 ［ 。在区域
生态系统的地表反照率特征，发现退化草地生态系 统的地表反照率在生长季主要受土壤水分和植被的
１ ４ ］ 影响，而非生长季主要受积雪的影响；张果等 ［ 和 １ ５ ］ 刘永强等 ［ 分别提出了模拟荒漠草原、塔克拉玛
干沙漠晴天地表反照率的公式。但目前的研究主要 集中在不同下垫面以 及 地 表 物 理 因 子 （ 如土壤湿 度） 对反照率的影响，而针对不同天气条件下地表 反照率变化特征的研究较少。为了提供更加详实、 更高时间分辨率的地表反照率观测结果，对已有的 地面观测站资料进行分析是十分必要的。 陇中黄土高原占中国黄土高原面积的 １ ８ ％，该 地区下垫面属于典型的丘陵沟壑区，植被稀疏，生 态环境脆弱，是中国干旱和湿润气候的一个重要过 渡带，同时也是全球天气和气候变化一个非常敏感 的关键区域。但目前对半干旱区的陆面过程认识还 不够，因此准确获取一年中不同状况下的地表反照 率并研究其变化特征，对改进半干旱区陆面过程模 式、研究区域气候变化具有重要意义。本文主要分
半干旱草地的年平均地表反照率为 ０ ． ２ １ ，与刘
１ １ ］ １ ４ ］ １ ９ ］ 辉志等 ［ 、张果等 ［ 和季国良等 ［ 研究结果相比
（ 表１ ） ，其值介于绿洲和半干旱区农田之间，但是 ９月半干旱草地地表反照率却低于张掖绿洲地区， 这是由于 ９月陇中地区降雨量多的缘故。当然，相 比湿润地区的水稻田与小麦田的作物生长初期（ 地
１ ４ ］ 荒漠草原 ［
－
（ ２ ０ ０ ８年）
１ １ ］ 退化草地 ［
０ ． ５ ６ １
０ ． ４ ７ ６
０ ． ３ １ ８
０ ． ２ ２ ９
０ ． ２ ８ ６
０ ． ２ ４ ７
０ ． ２ ３ ６
０ ． ２ ３ ２
０ ． ２ ３ ０
０ ． ２ ６ ７
０ ． ３ ０ ３
０ ． ３ ６ ７
（ ２ ０ ０ ５年）
［ ２ ０ ］ 表反照率分别为 ０ ． １ １与 ０ ． １ ３ ） ，半干旱草地的
地表反照率要高得多。而且，从不同地区地表反照 率的年变化可见，都表现出冬半年高于夏半年的特 征，即地表反照率的这种变化是由地表植被的季节 变化引起的。 ３ ． ２ 典型天气条件下地表反照率的日变化 ３ ． ２ ． １ 晴天与阴天 根 据地面常规气象资料与 Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ 站天气记录
乃至全球气候的稳态形成过程中，地表反照率起着
７ ］ ：地表反照率改变 ０ ． ０ １相当于太阳常 关键作用 ［ ８ ］ 数改变 １ ％［ ，热 带 森 林 地 区 的 地 表 反 照 率 增 加
５ ％就会引起当地降水量减少 ５ ％
［ ９ ］
。
地表反照率一般由下垫面的状况（ 土壤颜色、 粗糙度、植被覆盖、土壤湿度等） 、太阳高度角和天 气状况等决定
陇中黄土高原半干旱草地地表反照率的变化特征
李德帅１－２ ， 王金艳１ ， 王式功１ ， 李振朝３ ， 尚可政１ ， 史晋森１
（ １ ．兰州大学 大气科学学院 ／ 半干旱气候变化教育部重点实验室，兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ； ２ ．中国人民解放军 ９ ４ ０ ３ ２部队，武威 ７ ３ ３ ０ ０ ０ ； ３ ．中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
［ １ ０ ］
。目前已有许多学者
［ １ １ － １ ５ ］
对不同
［ １ １ ］
地区的地表反照率进行了研究分析。刘辉志等 照率的日、季变化特征；孙俊等
［ １ ２ ］
分析了通榆半干旱区退化草地与农田下垫面地表反 研究发现在黑河 上游地区，不同季节太阳高度角对反照率的影响不
收稿日期： ２ ０ １ ２ ０ ８ １ ３ ；定稿日期： ２ ０ １ ２ １ ２ １ １ Ｌ Ｐ Ｃ Ｃ ２ ０ １ １ ０ ６ ） ；国家自然科学基金项目（ ４ １ ０ ０ ５ ０ ０ ９ ，４ １ １ ０ ５ １ ０ ９ ， 资助项目：中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室开放基金（ ４ １ ２ ７ ５ ０ ７ ０ ） ；兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金（ ｌ ｚ ｕ ｊ ｂ ｋ ｙ ２ ０ １ ２ １ ２ １ ） 作者简介：李德帅（ １ ９ ８ ７ ） ，男，河南濮阳人，博士研究生，主要从事陆面过程与灾害气象研究．Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ：ｌ ｉ ｄ ｓ ｈ ０ ６ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
１ ３ ］ 研究了青藏高原三江源区退化草地 同；冯超等 ［
文献标志码：Ａ
１ 引言
地表反照率是地表向各个方向反射的太阳短波 辐射与到达地表的入射短波辐射的比值，可以反映 地表吸收太阳辐射能的多少，控制着太阳辐射在地 表和大气之间的分配，进而又影响生物圈的多种物 理、化 学 过 程，如 蒸 散、呼 吸 作 用 和 光 合 作 用
３ 结果分析
３ ． １ 地表反照率的月平均变化 反照率是一个动态的地表参数，随下垫面和天
１ ８ ］ 气状况的变化而变化 ［ 。从 Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ站地表反射
２ 观测场介绍和资料选取
２ ． １ 观测场介绍 兰州 大 学 半 干 旱 气 候 与 环 境 观 测 站 （ Ｓ ｅ ｍ ｉ Ａ ｒ ｉ ｄＣ ｌ ｉ ｍ ａ ｔ ｅＯ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｏ ｒ ｙａ ｎ ｄＬ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙｏ ｆ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ ）位于甘肃中部黄土高原地区 的一块塬地上（ ３ ５ ° ５ ７ ′ Ｎ ， １ ０ ４ ° ０ ８ ′ Ｅ ，海拔 １ ９ ６ ６ｍ） ， 属温带半干旱气候，其下垫面为典型的黄土高原地 貌，地表覆盖基本为原生植被 （ 半干旱草垫：长芒 草、冷蒿、赖草） ，山顶环境受人类活动的影响较 小，基本属于自然状态。观测场内为覆盖荒草地的 平 坦 下 垫 面，该 站 附 近 下 垫 面 粗 糙 度 在 春 季 为 ０ ０ １ ７ｍ，夏季为 ０ ． ０ ６ ２ｍ，秋季为 ０ ． ０ ６ ５ｍ，冬季 为０ ． ０ １ ８ｍ 右。 ２ ． ２ 资料选取和方法介绍 本文主要使用了 ２ ０ １ ０年 Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ站日观测资 Ａ Ｃ Ｏ Ｌ站观测资料包括： 料与地面常规气象资料。Ｓ 短波辐射分量（ Ｃ Ｍ２ １ ） 、长波辐射分量（ Ｃ Ｇ ４ ） 、土 壤体积含水量（ Ｔ Ｄ Ｒ ，Ｃ Ｓ ６ １ ６ Ｌ ） 与降水量、风向、 风速，其平均值输出的时间间隔均为 ３ ０ｍ ｉ ｎ ，数据 采集时间为北京时（ 比当地太阳时约提前 １ｈ ） 。其 中辐射观测仪器水平安装于下垫面平坦、视野开阔 的地面上方 １ ． ５ｍ 处，用于测量总辐射和反射辐 射；土壤体积含水量的观测共 ５层，分别在地下 ５ ， １ ０ ， ２ ０ ，４ ０和 ８ ０ｃ ｍ；仪器的具体技术指标详见文 献［ １ ７ ］ ，观测仪器每年在中国气象局大气探测中心 进行标定，以保证高质量的观测数据，目前标定结 果表明所用仪器性能稳定，工作正常。地面常规气 象资料包括每日 ８次的云量、降水量、能见度和天 气现象等。 地表反照率 α可通过如下公式计算： Ｓ ， （ １ ） α ＝Ｓ ｄ／ ｕ 其中：Ｓ 为向下的太阳短波辐射； Ｓ 为地面反射向 ｕ ｄ 上的短波辐射。由于清晨和傍晚太阳总辐射值较 小，观测误差相对较大，导致地表反照率值的参考 意义不大。因此， 选择了向下的太阳辐射≥５ ０Ｗ· ｍ－２的资料，以减小辐射微弱时的观测误差。经筛 选对 ０ ９ ： ０ ０ （ 北 京 时，下 同） １ ７ ： ０ ０ （ 夏季增加
９ ０
Biblioteka Baidu
高 原 气 象 ３ ３卷 ０ ８ ： ３ ０ 和１ ７ ： ３ ０两个时次） 的观测资料进行分析。
析陇中黄土高原半干旱草地地表反照率的年变化及 其在典型天气过程中的特征，同时探讨地表反照率 的变化机理，以期对准确给定地表反照率、校验和 改进模式的模拟能力具有参考价值。
月
测站 １ 沙漠
［ １ ９ ］
２ ０ ． ３ ０ ９
３ ０ ． ２ ８ ８
４ ０ ． ２ ６ ９
５ ０ ． ２ ６ ８
６ ０ ． ２ ５ ５
７ ０ ． ２ ５ ６
８ ０ ． ２ ５ ７
９ ０ ． ２ ７ ９
１ ０ ０ ． ２ ９ ８
１ １ ０ ． ３ ２ ７
１ ２ ０ ． ３ ６ ９
（ １ ９ ９ １年）
摘要：利用 ２ ０ １ ０年兰州大学半干旱气候与环境观测站（ Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ ） 全年的观测数据，对陇中黄土高原半 干旱草地的地表反照率年变化及其在典型天气条件下的变化特征进行研究。结果表明，该地区半干旱 草地的地表反照率呈冬半年高、夏半年低的特点，年平均地表反照率为 ０ ． ２ １ ，高于绿洲地区，低于半 干旱农田区； 地表反照率的日变化明显受天气条件的影响： 晴天时呈早晚高、 中午低的特征， 阴天时日 变化很小； 降雨后地表反照率先降后升， 而降雪后则先升后降； 沙尘天气过程中， 地表反照率比晴天有 所增加。晴天时地表反照率还存在明显的不对称现象，即相同太阳高度角时，上午地表反照率大于下 午，这种差异与浅层土壤湿度的变化具有较好的一致性。 关键词：黄土高原；半干旱草地；地表反照率；天气过程 文章编号： １ ０ ０ ０ ０ ５ ３ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ ０ ０ ８ ９ ０ ８ 中图分类号：Ｐ ４ ２ ２ ． １ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ２ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ ０ ５ ３ ４ ． ２ ０ １ ２ ． ０ ０ １ ７ ８
。山顶全年盛行西北和东南风，平均
年降水量为 ３ ８ １ ． ８ｍ ｍ，全年日照时数为 ２ ６ ０ ７ｈ左
图１ Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ站月平均地表反照率变化 Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ｍ ｏ ｎ ｔ ｈ ｌ ｙａ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｏ ａ ｔ Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
［ １ ６ ］
） 中可以看出，陇中黄土高 率的月平均值变化（ 图１ 原地表反照率呈明显的夏半年 （ 特别是 ７ ９月） 低、冬半年 （ 特别是 １ １月 翌年 ３月） 高的特点。 主要原因是 ７ ９月为陇中黄土高原雨季，降雨较 多，土壤湿度大，植被生长快；而 １ １月 翌年 ３月 为干季，除植被少甚至是裸地外，地表有冰雪（ 反 照率很大，可达 ０ ． ８～ ０ ． ９ ） 覆盖。从图 １中还可以 看出， ８月地表反照率相对 ７月略有升高，而 ９月 达到全年最低，这是由于 ２ ０ １ ０年 ８月相比 ７月降 雨日数与降雨量均较少，而 ９月降雨量有所回升， 形成当地降水的第二个峰值。
第３ ３卷 第 １期 高 原 气 象 Ｖ ｏ ｌ ． ３ ３ Ｎ ｏ ． １ ２ ０ １ ４年 ２月 Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ ， ２ ０ １ ４ Ｐ Ｌ Ａ Ｔ Ｅ Ａ ＵＭ Ｅ Ｔ Ｅ Ｏ Ｒ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ 李德帅，王金艳，王式功，等．陇中黄土高原半干旱草地地表反照率的变化特征［ Ｊ ］ ．高原气象， ２ ０ １ ４ ， ３ ３ （ １ ） ： ８ ９ ９ ６ ，ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ２ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ ０ ５ ３ ４ ． ２ ０ １ ２ ． ０ ０ １ ７ ８ ．
１ １ ］ 半干旱农田 ［
０ ． ３ ７ ０
０ ． ３ １ ０
１期
李德帅等：陇中黄土高原半干旱草地地表反照率的变化特征 ９ １ 表１ 半干旱草地与其他地区地表反照率的比较 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎｏ ｆ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｏｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎｉ ｎｓ ｅ ｍｉ ａ ｒ ｉ ｄｇ ｒ ａ ｓ ｓ ｌ ａ ｎ ｄａ ｎ ｄｉ ｎｏ ｔ ｈ ｅ ｒｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｓ
生态系统的地表反照率特征，发现退化草地生态系 统的地表反照率在生长季主要受土壤水分和植被的
１ ４ ］ 影响，而非生长季主要受积雪的影响；张果等 ［ 和 １ ５ ］ 刘永强等 ［ 分别提出了模拟荒漠草原、塔克拉玛
干沙漠晴天地表反照率的公式。但目前的研究主要 集中在不同下垫面以 及 地 表 物 理 因 子 （ 如土壤湿 度） 对反照率的影响，而针对不同天气条件下地表 反照率变化特征的研究较少。为了提供更加详实、 更高时间分辨率的地表反照率观测结果，对已有的 地面观测站资料进行分析是十分必要的。 陇中黄土高原占中国黄土高原面积的 １ ８ ％，该 地区下垫面属于典型的丘陵沟壑区，植被稀疏，生 态环境脆弱，是中国干旱和湿润气候的一个重要过 渡带，同时也是全球天气和气候变化一个非常敏感 的关键区域。但目前对半干旱区的陆面过程认识还 不够，因此准确获取一年中不同状况下的地表反照 率并研究其变化特征，对改进半干旱区陆面过程模 式、研究区域气候变化具有重要意义。本文主要分
半干旱草地的年平均地表反照率为 ０ ． ２ １ ，与刘
１ １ ］ １ ４ ］ １ ９ ］ 辉志等 ［ 、张果等 ［ 和季国良等 ［ 研究结果相比
（ 表１ ） ，其值介于绿洲和半干旱区农田之间，但是 ９月半干旱草地地表反照率却低于张掖绿洲地区， 这是由于 ９月陇中地区降雨量多的缘故。当然，相 比湿润地区的水稻田与小麦田的作物生长初期（ 地
１ ４ ］ 荒漠草原 ［
－
（ ２ ０ ０ ８年）
１ １ ］ 退化草地 ［
０ ． ５ ６ １
０ ． ４ ７ ６
０ ． ３ １ ８
０ ． ２ ２ ９
０ ． ２ ８ ６
０ ． ２ ４ ７
０ ． ２ ３ ６
０ ． ２ ３ ２
０ ． ２ ３ ０
０ ． ２ ６ ７
０ ． ３ ０ ３
０ ． ３ ６ ７
（ ２ ０ ０ ５年）
［ ２ ０ ］ 表反照率分别为 ０ ． １ １与 ０ ． １ ３ ） ，半干旱草地的
地表反照率要高得多。而且，从不同地区地表反照 率的年变化可见，都表现出冬半年高于夏半年的特 征，即地表反照率的这种变化是由地表植被的季节 变化引起的。 ３ ． ２ 典型天气条件下地表反照率的日变化 ３ ． ２ ． １ 晴天与阴天 根 据地面常规气象资料与 Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ 站天气记录
乃至全球气候的稳态形成过程中，地表反照率起着
７ ］ ：地表反照率改变 ０ ． ０ １相当于太阳常 关键作用 ［ ８ ］ 数改变 １ ％［ ，热 带 森 林 地 区 的 地 表 反 照 率 增 加
５ ％就会引起当地降水量减少 ５ ％
［ ９ ］
。
地表反照率一般由下垫面的状况（ 土壤颜色、 粗糙度、植被覆盖、土壤湿度等） 、太阳高度角和天 气状况等决定
陇中黄土高原半干旱草地地表反照率的变化特征
李德帅１－２ ， 王金艳１ ， 王式功１ ， 李振朝３ ， 尚可政１ ， 史晋森１
（ １ ．兰州大学 大气科学学院 ／ 半干旱气候变化教育部重点实验室，兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ； ２ ．中国人民解放军 ９ ４ ０ ３ ２部队，武威 ７ ３ ３ ０ ０ ０ ； ３ ．中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
［ １ ０ ］
。目前已有许多学者
［ １ １ － １ ５ ］
对不同
［ １ １ ］
地区的地表反照率进行了研究分析。刘辉志等 照率的日、季变化特征；孙俊等
［ １ ２ ］
分析了通榆半干旱区退化草地与农田下垫面地表反 研究发现在黑河 上游地区，不同季节太阳高度角对反照率的影响不
收稿日期： ２ ０ １ ２ ０ ８ １ ３ ；定稿日期： ２ ０ １ ２ １ ２ １ １ Ｌ Ｐ Ｃ Ｃ ２ ０ １ １ ０ ６ ） ；国家自然科学基金项目（ ４ １ ０ ０ ５ ０ ０ ９ ，４ １ １ ０ ５ １ ０ ９ ， 资助项目：中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室开放基金（ ４ １ ２ ７ ５ ０ ７ ０ ） ；兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金（ ｌ ｚ ｕ ｊ ｂ ｋ ｙ ２ ０ １ ２ １ ２ １ ） 作者简介：李德帅（ １ ９ ８ ７ ） ，男，河南濮阳人，博士研究生，主要从事陆面过程与灾害气象研究．Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ：ｌ ｉ ｄ ｓ ｈ ０ ６ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
１ ３ ］ 研究了青藏高原三江源区退化草地 同；冯超等 ［
文献标志码：Ａ
１ 引言
地表反照率是地表向各个方向反射的太阳短波 辐射与到达地表的入射短波辐射的比值，可以反映 地表吸收太阳辐射能的多少，控制着太阳辐射在地 表和大气之间的分配，进而又影响生物圈的多种物 理、化 学 过 程，如 蒸 散、呼 吸 作 用 和 光 合 作 用
３ 结果分析
３ ． １ 地表反照率的月平均变化 反照率是一个动态的地表参数，随下垫面和天
１ ８ ］ 气状况的变化而变化 ［ 。从 Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ站地表反射
２ 观测场介绍和资料选取
２ ． １ 观测场介绍 兰州 大 学 半 干 旱 气 候 与 环 境 观 测 站 （ Ｓ ｅ ｍ ｉ Ａ ｒ ｉ ｄＣ ｌ ｉ ｍ ａ ｔ ｅＯ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｏ ｒ ｙａ ｎ ｄＬ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙｏ ｆ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ ）位于甘肃中部黄土高原地区 的一块塬地上（ ３ ５ ° ５ ７ ′ Ｎ ， １ ０ ４ ° ０ ８ ′ Ｅ ，海拔 １ ９ ６ ６ｍ） ， 属温带半干旱气候，其下垫面为典型的黄土高原地 貌，地表覆盖基本为原生植被 （ 半干旱草垫：长芒 草、冷蒿、赖草） ，山顶环境受人类活动的影响较 小，基本属于自然状态。观测场内为覆盖荒草地的 平 坦 下 垫 面，该 站 附 近 下 垫 面 粗 糙 度 在 春 季 为 ０ ０ １ ７ｍ，夏季为 ０ ． ０ ６ ２ｍ，秋季为 ０ ． ０ ６ ５ｍ，冬季 为０ ． ０ １ ８ｍ 右。 ２ ． ２ 资料选取和方法介绍 本文主要使用了 ２ ０ １ ０年 Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ站日观测资 Ａ Ｃ Ｏ Ｌ站观测资料包括： 料与地面常规气象资料。Ｓ 短波辐射分量（ Ｃ Ｍ２ １ ） 、长波辐射分量（ Ｃ Ｇ ４ ） 、土 壤体积含水量（ Ｔ Ｄ Ｒ ，Ｃ Ｓ ６ １ ６ Ｌ ） 与降水量、风向、 风速，其平均值输出的时间间隔均为 ３ ０ｍ ｉ ｎ ，数据 采集时间为北京时（ 比当地太阳时约提前 １ｈ ） 。其 中辐射观测仪器水平安装于下垫面平坦、视野开阔 的地面上方 １ ． ５ｍ 处，用于测量总辐射和反射辐 射；土壤体积含水量的观测共 ５层，分别在地下 ５ ， １ ０ ， ２ ０ ，４ ０和 ８ ０ｃ ｍ；仪器的具体技术指标详见文 献［ １ ７ ］ ，观测仪器每年在中国气象局大气探测中心 进行标定，以保证高质量的观测数据，目前标定结 果表明所用仪器性能稳定，工作正常。地面常规气 象资料包括每日 ８次的云量、降水量、能见度和天 气现象等。 地表反照率 α可通过如下公式计算： Ｓ ， （ １ ） α ＝Ｓ ｄ／ ｕ 其中：Ｓ 为向下的太阳短波辐射； Ｓ 为地面反射向 ｕ ｄ 上的短波辐射。由于清晨和傍晚太阳总辐射值较 小，观测误差相对较大，导致地表反照率值的参考 意义不大。因此， 选择了向下的太阳辐射≥５ ０Ｗ· ｍ－２的资料，以减小辐射微弱时的观测误差。经筛 选对 ０ ９ ： ０ ０ （ 北 京 时，下 同） １ ７ ： ０ ０ （ 夏季增加
９ ０
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高 原 气 象 ３ ３卷 ０ ８ ： ３ ０ 和１ ７ ： ３ ０两个时次） 的观测资料进行分析。
析陇中黄土高原半干旱草地地表反照率的年变化及 其在典型天气过程中的特征，同时探讨地表反照率 的变化机理，以期对准确给定地表反照率、校验和 改进模式的模拟能力具有参考价值。
月
测站 １ 沙漠
［ １ ９ ］
２ ０ ． ３ ０ ９
３ ０ ． ２ ８ ８
４ ０ ． ２ ６ ９
５ ０ ． ２ ６ ８
６ ０ ． ２ ５ ５
７ ０ ． ２ ５ ６
８ ０ ． ２ ５ ７
９ ０ ． ２ ７ ９
１ ０ ０ ． ２ ９ ８
１ １ ０ ． ３ ２ ７
１ ２ ０ ． ３ ６ ９
（ １ ９ ９ １年）
摘要：利用 ２ ０ １ ０年兰州大学半干旱气候与环境观测站（ Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ ） 全年的观测数据，对陇中黄土高原半 干旱草地的地表反照率年变化及其在典型天气条件下的变化特征进行研究。结果表明，该地区半干旱 草地的地表反照率呈冬半年高、夏半年低的特点，年平均地表反照率为 ０ ． ２ １ ，高于绿洲地区，低于半 干旱农田区； 地表反照率的日变化明显受天气条件的影响： 晴天时呈早晚高、 中午低的特征， 阴天时日 变化很小； 降雨后地表反照率先降后升， 而降雪后则先升后降； 沙尘天气过程中， 地表反照率比晴天有 所增加。晴天时地表反照率还存在明显的不对称现象，即相同太阳高度角时，上午地表反照率大于下 午，这种差异与浅层土壤湿度的变化具有较好的一致性。 关键词：黄土高原；半干旱草地；地表反照率；天气过程 文章编号： １ ０ ０ ０ ０ ５ ３ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ ０ ０ ８ ９ ０ ８ 中图分类号：Ｐ ４ ２ ２ ． １ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ２ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ ０ ５ ３ ４ ． ２ ０ １ ２ ． ０ ０ １ ７ ８
。山顶全年盛行西北和东南风，平均
年降水量为 ３ ８ １ ． ８ｍ ｍ，全年日照时数为 ２ ６ ０ ７ｈ左
图１ Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌ站月平均地表反照率变化 Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ｍ ｏ ｎ ｔ ｈ ｌ ｙａ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｏ ａ ｔ Ｓ Ａ Ｃ Ｏ Ｌｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
［ １ ６ ］
） 中可以看出，陇中黄土高 率的月平均值变化（ 图１ 原地表反照率呈明显的夏半年 （ 特别是 ７ ９月） 低、冬半年 （ 特别是 １ １月 翌年 ３月） 高的特点。 主要原因是 ７ ９月为陇中黄土高原雨季，降雨较 多，土壤湿度大，植被生长快；而 １ １月 翌年 ３月 为干季，除植被少甚至是裸地外，地表有冰雪（ 反 照率很大，可达 ０ ． ８～ ０ ． ９ ） 覆盖。从图 １中还可以 看出， ８月地表反照率相对 ７月略有升高，而 ９月 达到全年最低，这是由于 ２ ０ １ ０年 ８月相比 ７月降 雨日数与降雨量均较少，而 ９月降雨量有所回升， 形成当地降水的第二个峰值。
第３ ３卷 第 １期 高 原 气 象 Ｖ ｏ ｌ ． ３ ３ Ｎ ｏ ． １ ２ ０ １ ４年 ２月 Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ ， ２ ０ １ ４ Ｐ Ｌ Ａ Ｔ Ｅ Ａ ＵＭ Ｅ Ｔ Ｅ Ｏ Ｒ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ 李德帅，王金艳，王式功，等．陇中黄土高原半干旱草地地表反照率的变化特征［ Ｊ ］ ．高原气象， ２ ０ １ ４ ， ３ ３ （ １ ） ： ８ ９ ９ ６ ，ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ２ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ ０ ５ ３ ４ ． ２ ０ １ ２ ． ０ ０ １ ７ ８ ．
１ １ ］ 半干旱农田 ［
０ ． ３ ７ ０
０ ． ３ １ ０
１期
李德帅等：陇中黄土高原半干旱草地地表反照率的变化特征 ９ １ 表１ 半干旱草地与其他地区地表反照率的比较 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎｏ ｆ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｏｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎｉ ｎｓ ｅ ｍｉ ａ ｒ ｉ ｄｇ ｒ ａ ｓ ｓ ｌ ａ ｎ ｄａ ｎ ｄｉ ｎｏ ｔ ｈ ｅ ｒｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｓ