珠海凤凰山森林下垫面干季和湿季气象要素的对比分析与动量和感热交换系数的参数化研究

摘要

利用珠海凤凰山陆气相互作用观测塔站2014年11月至2016年5月的观测数据,对比分析了干湿季森林下垫面能量通量和气象要素的变化特征,分析了在不同稳定度下3个风向范围(315°～45°、45°～135°和135°～225°)的动量和感热交换系数随冠层表面风速的变化特征,并对动量和感热交换系数进行了参数化研究.结果表明:干季感热和潜热通量值相当,湿季潜热远大于感热.干季和湿季的夜晚都出现负感热现象,感热从大气向森林输送.相对湿度的变化幅度大,与该地气象状况密切相关,相对湿度的垂直梯度夜晚较大,白天较小.干季的气温垂直梯度比湿季的明显.风速在冬季变化平缓,夏季变化剧烈,低层风速随高度变化梯度明显,高层较紊乱.各高度风向差异不大.中性和近中性状态下,在风向为315°～45°、45°～135°和135°～225°时,动量交换系数Cdn分别为0.05、0.0055和0.022,感热交换系数Chn分别为0.0055、0.003和0.004.在稳定和不稳定状态下,动量交换系数Cd、感热交换系数Ch随冠层表面风速v明显发生变化,稳定条件下,Cd、Ch随v的增大而增大;不稳定条件下,Cd、Ch随v的增大而减小.分不同风向对森林冠层Cd、Ch在稳定和不稳定条件下与v的关系进行了拟合,得到了参数化公式.