2009年东莞地气通量观测研究

摘要

本文基于东莞涡动协方差能量平衡系统2009年的观测数据，分析了东莞地气通量的日、月、季节变化特征及其能量平衡情况，进而用回归分析的方法估算感热和潜热交换总体输送系数，并尝试对感热通量总体输送公式进行修正，也对凯江蒸发公式进行系数订正。主要结果有：东莞地气能量平衡各分量日变化呈现为单峰型二次曲线。早晚变化平缓，日间变化剧烈，峰现时间在中午前后。除潜热通量基本为正值(向上输送)外，净辐射、感热通量和土壤热通量夜间为负值，即分别由地表向大气输送、大气向地表和向上输送，白天各量转为正值。正负值转变的时间随季节变化。除感热通量外，潜热通量和土壤热通量具有与净辐射一致的季节变化，夏季达到最大值，冬季出现最小值。 2009年东莞平均净辐射强度为83.89 w·m-2，全年获得的太阳辐射能量为2.63×109J·m-2。净辐射能量主要通过感热通量、潜热通量的形式返回大气，两者占到94%以上，其中潜热通量是能量支出的最主要项，其占净辐射的比重从50%到80%。净辐射、潜热通量、感热通量和土壤热通量的年平均值的比值是1：0.66：0.17：0.01。从季节变化看，潜热通量与气温较为一致，随着降水的增多而增大，但最大值滞后于降水。感热通量与降水呈反相关，1-5月与气温变化同步，6月开始则相反。南海夏季风爆发前后东莞能量平衡分量表现出不一样的变化特征。东莞地气之间存在明显的能量不平衡现象，逐月能量闭合率在51%-78%之间。能量不闭合的原因可能与仪器测量误差、各分量测定方法所代表的空间尺度不同、下垫面不够均匀平坦和忽略了下垫面热能储存项等原因有关。基于2009年资料求得感热交换系数为3.08±0.76×10-3，潜热交换系数为2.22±0.82×10-3 。感热通量总体输送公式可修正为H = CpρCH V0.25(Ts - Ta)。此外，本文还对用于华南的凯江蒸发公式的系数进行了订正。