袁善锋-2010级本科论文

图10 加热场强度指数和各站点相关指数（2月、11月）
5 小结与讨论
（1）西北干旱区地面加热场中感热场在秋、冬季较弱，春、夏季很强；潜热场 夏季最强，秋、春季次之，冬季最弱。年内的月际变化都呈现单峰型变化。 感热场与潜热场的分布形势与大值中心位置大致不变，增强和减弱的过程比 较显著。潜热场对于加热场的影响最显著的季节是夏季，尤其在西北干旱区 的东南部，加热场显著增强。 （2）西北干旱区地面加热场以100°E为界，可以分为东西两部分。西部感热场 远大于潜热场，加热场主要受感热场影响；而东部感热场与潜热场量级相当， 潜热场对于感热场的分布和变化影响不可忽视。冬季和秋季两部分的变化速 度不同，而在春、夏变化趋势不同，尤其夏季，东西反向变化最为明显。 （3）感热场的持续性较好，而潜热场的持续性较差。对感热场分东西部选取了 代表站——西部的诺木洪，东部的景泰，计算出了感热场的经验公式，加上 多年平均各月的潜热场，得到加热场强度指数。 需要指出的是在加热场强度指数的计算中，东部感热场的回归公式显著 性水平比西部高，然而东部受潜热场影响比西部大。加热场强度指数的实用 性有待于进一步研究检验。
1 A B 0.04 -1.78 2 0.12 2.51 3 0.11 10.94 4 0.08 26.62 5 0.06 40.64 6 0.08 47.05
表5 西部各月感热系数A、常数B，潜热L，显著性水平α
7 0.13 40.22 8 0.07 34.05 9 0.09 19.64 10 0.09 7.17 11 0.05 -0.28 12 0.04 -2.80
表10 东部各月加热场强度指数与东部40站加热场正相关、显著相关（|r|>0.4）站百分比（%）
月份 正相关 显著相关 1 95.0 67.5 2 100 80.0 3 30.0 2.5 4 22.5 0 5 30.0 0 6 7.5 0 7 32.5 0 8 22.5 7.5 9 62.5 0 10 12.5 0 11 100 60.0 12 97.5 60.0
（r(ɑ=0.01)=0.505,以“ ”标出，r(ɑ=0.05)=0.396，以“ ”标出)
7 0.12 0.17 0.33 -0.19
8 0.05 -0.16 0.24 0.35
9 0.24 -0.39 0.29 -0.14
10 -0.19 -0.01 -0.11 -0.39
11 0.15 0.28 -0.31 0.03
0.22
0.53 -0.19 -0.06
0.48
0.46 0.07 0.20
0.81
0.66 0.43 -0.01
0.65
0.68 -0.15 -0.13
0.87
0.77 0.32 -0.01
0.78
0.48 0.19 0.10
0.57
0.21 0.52 0.15
0.46
0.17 0.18 -0.03
3.2 空间分区 以100°E为界将 西北干旱区分为两部 分，在加热场空间分 布上，西部感热场远 大于潜热场，东部感 热场与潜热场相当； 在时间演变上，东西 变化趋势不同，尤其 表现在夏季。
图5 各季节EOF分析的第一、二载荷向量场 ((a1),(a2)冬季第一、二载荷场，(b1),(b2)春季第一、二载荷场， (c1),(c2)夏季第一、二载荷场，(d1),(d2)秋季第一、二载荷场)
10
0.22 8.68 14.81
11
0.49 1.92 3.39
12
0.43 0.22 1.38
α
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
4.3 加热场强度强度指数代表性
表7 西部各月感热场强度指数与西部58站感热场正相关、显著相关（|r|>0.4）站百分比（%）
月份 正相关 显著相关
1 58.6 8.6
2 79.3 15.5
3 63.8 25.9
4 58.6 24.1
5 56.9 19.0
6 64.8 19.0
7 67.2 31.0
8 63.8 17.2
9 62.1 19.0
10 74.1 17.2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
11 67.2 15.5
12 63.8 6.9
表8 东部各月感热场强度指数与东部40站感热场正相关、显著相关（|r|>0.4）站百分比（%）
3 地面加热时空特征
• 3.1 空间分布
图2 1982-2006年各季多年平均感热通量场（单位：W/m2） 冬季 (b)春季 (c)夏季 (d)秋季
图3 1982-2006年各季多年平均潜热通量场（单位：W/m2） (a)冬季 (b)春季 (c)夏季 (d)秋季
图4 1982-2006年各季多年平均加热场（单位：W/m2） (a)冬季 (b)春季 (c)夏季 (d)秋季
图1西北干旱区98站点分布图
• 2.2.1 感热场计算 总体传输公式： H s c pCh V10 (Ts Ta ) H为地表感热，是干空气密度由干空气状态方程确定，Ps是本站气压， Rd=287.05J· K-1· kg-1，为干空气比气体常数；Cp=1004.07J· K-1· kg-1， 是空气定压比热常数；Ch是地面湍流热量交换系数，无量纲；V10是 测站10m高度风速，Ta=273.16+ta，ta是测站百叶箱（1.5米）气温， Ts是地面0cm土壤温度 Ch采用王慧等2010的Ch-INDV参数化关系式 • 2.2.2 潜热场计算 λE=λ×ρ×Rf ρ=1×103 kg · m-3为水的密度；λ= 2.44×106J· kg-1，为汽化潜热系数； Rf为单位时间蒸发的水量（m· s-1）
月份 正相关 显著相关 1 92.5 60.0 2 100 85.0 3 95.0 42.5 4 90.0 32.5 5 97.5 62.5 6 95.0 42.5 7 82.5 22.5 8 82.5 32.5 9 87.5 17.5 10 85.0 32.5 11 97.5 80.0 12 97.5 60.0
3.3.3 持续性
表2 西北干旱区地面东西部感热场落后自相关系数表（r(ɑ=0.01)=0.505,以“ ”标出，r(ɑ=0.05)=0.396，以“ ”标出)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
西 部
东 部
1月
2月 1月 2月
0.49
0.26 0.56 0.26
0.48
0.62 0.32 0.03
西北地区地面加热场特征分析
汇报人： 袁善锋 班 级：10级大气科学（7）班 学 号： 20101326034 导 师：李栋梁
目 录
1 引言 2 资料和方法 3 地面加热场时空特征 4 加热场强度指数 5 小结与讨论 参考文献 致谢
1 引言
我国西北地干旱区，包括以110°E以西、35°N以北的新疆、宁夏、 甘肃，以及青海北部、内蒙西部和陕西北部地区；其深居大陆腹地、 外缘高大山体，东亚夏季风向北的水汽输送很难达到，降水稀少，大 部分地区的降水不足200mm，有些地区甚至不足50mm，地貌一般以 戈壁、沙漠为主，地表蒸发能力强，是欧亚大陆上感热通量最强、潜 热通量最弱的区域，有欧亚大陆中的“热垫”之称。 地面加热场强度等于地面感热通量与潜热通量之和。就西北地区 而言，前人的研究往往仅考虑分析感热通量，忽略潜热通量。但在不 同区域和季节，潜热加热的作用与感热加热的作用相当、甚至超过。 到目前为止，还没有对于综合考虑感热通量和潜热通量的地面加热场 强度的系统认识，并且对于关于西北地区地面热力场变化的影响研究 还比较贫乏。
0.10
0.22 0.09 0.22
0.39
0.29 0.30 0.37
表3 西北干旱区地面东西部潜热场落后自相关系数表
1 西 部 东 部 1月 2月 1月 2月 0.30 -0.01 0.53 -0.07 2 0.31 0.14 0.24 0.20 3 0.05 0.28 0.33 0.24 4 -0.16 0.21 0.21 0.09 5 0.27 -0.04 0.12 -0.05 6 -0.03 -0.40 -0.38 -0.08
（r(ɑ=0.01)=0.505,以“ ”标出，r(ɑ=0.05)=0.396，以“ ”标出)
7 0.15 0.15 0.22 -0.22
8 0.12 -0.02 0.28 0.28
9 0.22 -0.20 0.18 -0.03
10 0.13 -0.02 -0.09 -0.34
11 0.12 0.47 -0.14 0.07
a b L 0.47 0.68 1.70
2
0.47 3.21 2.81
3
0.30 11.31 6.78
4
0.32 20.68 12.38
5
0.39 26.47 27.37
6
0.34 32.46 37.54
7
0.26 33.09 51.23
8
0.23 26.56 56.48
9
0.21 17.81 33.73
L
α
2.67
0.15
2.72
0.05
4.47
0.01
6.69
0.02
13.21
0.05
18.43
0.14
21.76
0.03
16.20
0.17
9.93
0.15
5.50
0.09
4.39
0.11
3.46
0.10
HE=aX+b；东部加热场强度：HE+L
表6 东部各月感热系数a、常数b，潜热L，显著性水平α
1
表9 西部各月加热场强度指数与西部58站加热场正相关、显著相关（|r|>0.4）站百分比（%） 月份 正相关 显著相关 1 53.4 5.2 2 70.7 6.9 3 56.9 10.3 4 50.0 13.8 5 70.7 19.0 6 56.9 10.3 7 58.6 20.7 8 50.0 13.8 9 79.3 13.8 10 75.9 10.3 11 62.1 8.6 12 50.0 3.4
3.3 加热场时间演变 3.3.1 月际变化
(a) (b)
图6 1982-2006年西北干旱区地面潜热、感热及加热场西部(a) ,东部(b)月际变化 （单位：W/m2）
3.3.2 年际变化
(a1)
(a2)
(b1)
(b2)
(c1)
(c2)
(d1)
(d2)
图7 1982-2006年西北干旱区东西部感热、潜热及加热场场年际变化（单位：W/m2） （(a1)冬季西部，(a2)冬季东部；(b1)春季西部，(b2)春季东部； (c1)夏季西部，(c2)夏季东部；(d1)秋季西部，(d2)秋季东部）
2 资料和方法
• 2.1 资料 我国110°E西、35°N以北的西北地区1982-2006年98个常规气象 站逐月平均观测资料。美国NOAA系列卫星观测的1982年1月-2006年 12月每15天合成的NDVI数据集。 • 2.2 加热场计算 地面能量平衡方程：Rn-G0 = H+λE Rn是地面净辐射，G0是进入土壤的热通量。（Rn-G0）是地面加热 场强度，包括感热和潜热两部分。
12 0.17 0.37 0.04 0.19
4 加热强度指数
图9 西北干旱区东部EEOF 1-12月第一特征场
4.1 代表站选取
选择代表站 西部： 诺木洪（36.26°N，96.25°E） 东部： 景泰 （37.11°N，104.03°E）
4.2 加热场强度指数
HW=AX+B；西部加热场强度为：HW+L
(a)
(b)
图8 1982-2006年各季节加热场年际变化及趋势 （（a）西部；（b）东部） 表1 1982-2006年各季节东西部气候倾向率（单位：W/m2/(10a)）
西部
冬季 0.1281
东部
0.0654
春季
夏季 秋季
-0.0995
-0.1727 0.0160
0.0095
0.1277 0.1204
致谢
大学四年结束了，本文作为本人的本科毕业论文，感谢王慧老师 提供的资料以及对论文方向的提议，十分李栋梁老师每两周举行一次 的论文汇报使得本人能够有节奏地完成论文目标、及时向老师反馈问 题，最终成稿过程王昊学长给了颇多意见。当然还得谢谢母校对于本 人四年来的培养，参考文献中的作者的研究工作，还有身边亲友的支 持鼓励，在此一并致谢。 That's all, thanks for you attention!
12 0.02 0.37 -0.38 -0.14
表4 西北干旱区东西部地面加热场落后自相关系数表
1 西 部 东 部 1月 2月 1月 2月 0.48 0.07 0.53 -0.11 2 0.37 0.39 0.13 -0.06 3 0.01 0.49 0.28 0.44 4 0.03 0.25 0.17 0.13 5 0.54 0.31 -0.03 0.03 6 0.32 0.01 -0.33 -0.17