袁善锋级本科

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。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+λERn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。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×Rfρ=1×103kg·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）3地面加热时空特征3.1空间分布图21982-2006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31982-2006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41982-2006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)3.3加热场时间演变

3.3.1月际变化

图61982-2006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

图71982-2006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）图81982-2006年各季节加热场年际变化及趋势（（a）西部；（b）东部）西部东部冬季0.12810.0654春季-0.09950.0095夏季-0.17270.1277秋季0.01600.1204表11982-2006年各季节东西部气候倾向率（单位：W/m2/(10a)）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)123456789101112西部1月0.490.480.220.480.810.650.870.780.570.460.100.392月0.260.620.530.460.660.680.770.480.210.170.220.29东部1月0.560.32-0.190.070.43-0.150.320.190.520.180.090.302月0.260.03-0.060.20-0.01-0.13-0.010.100.15-0.030.220.37123456789101112西部1月0.300.310.05-0.160.27-0.030.120.050.24-0.190.150.022月-0.010.140.280.21-0.04-0.400.17-0.16-0.39-0.010.280.37东部1月0.530.240.330.210.12-0.380.330.240.29-0.11-0.31-0.382月-0.070.200.240.09-0.05-0.08-0.190.35-0.14-0.390.03-0.143.3.3持续性表3

西北干旱区地面东西部潜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)123456789101112西部1月0.480.370.010.030.540.320.150.120.220.130.120.172月0.070.390.490.250.310.010.15-0.02-0.20-0.020.470.37东部1月0.530.130.280.17-0.03-0.330.220.280.18-0.09-0.140.042月-0.11-0.060.440.130.03-0.17-0.220.28-0.03-0.340.070.19表4

西北干旱区东西部地面加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)4加热强度指数图9西北干旱区东部EEOF1-12月第一特征场选择代表站西部：诺木洪（36.26°N，96.25°E）东部：景泰（37.11°N，104.03°E）4.1代表站选取4.2加热场强度指数

HW=AX+B；西部加热场强度为：HW+L表5

西部各月感热系数A、常数B，潜热L，显著性水平α123456789101112A0.040.120.110.080.060.080.130.070.090.090.050.04B-1.782.5110.9426.6240.6447.0540.2234.0519.647.17-0.28-2.80L2.672.724.476.6913.2118.4321.7616.209.935.504.393.46α0.150.050.010.020.050.140.030.170.150.090.110.10HE=aX+b；东部加热场强度：HE+L123456789101112a0.470.470.300.320.390.340.260.230.210.220.490.43b0.683.2111.3120.6826.4732.4633.0926.5617.818.681.920.22L1.702.816.7812.3827.3737.5451.2356.4833.7314.813.391.38α0.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.01表6

东部各月感热系数a、常数b，潜热L，显著性水平α4.瓣3加热赖场强急度强矛度指币数代谈表性表7西部专各月传感热耗场强溪度指奇数与伍西部批58炼站感嘱热场揪正相星关、淹显著现相关算（|r劫|>寸0.凶4）站祝百分矛比（胃%）月份123456789101112正相关58.679.363.858.656.964.867.263.862.174.167.263.8显著相关8.615.525.924.119.019.031.017.219.017.215.56.9表8东部地各月腾感热泪场强花度指冷数与波东部问40吴站感币热场缩慧正相迈关、握显著脱相关搜（|r只|>考0.叫4）站胜百分坦比（萍%）月份123456789101112正相关92.510095.090.097.595.082.582.587.585.097.597.5显著相关60.085.042.532.562.542.522.532.517.532.580.060.0表9西部漆各月莲加热伴场强佳度指背数与丈西部座58撇站加左热场息正相妖关、败显著慈相关凡（|r援|>顽0.畅4）站君百分蒜比（军%）月份123456789101112正相关53.470.756.950.070.756.958.650.079.375.962.150.0显著相关5.26.910.313.819.010.320.713.813.810.38.63.4表10东部刃各月遭加热藏场强香度指伸数与龟东部聋40款站加却热场冶正相龟关、榜显著奸相关右（|r拒|>举0.肤4）站薄百分挡比（橡%）月份123456789101112正相关95.010030.022.530.07.532.522.562.512.510097.5显著相关67.580.02.500007.50060.060.0图10加热刷场强耽度指充数和勾各站渐点相目关指豆数（2月、11月）5的小结慰与讨鱼论（1唇）西歌北干拨旱区幻玉地面锡加热叼场中逝感热槽场在种秋、剪冬季狗较弱警，春梳、夏熊季很刘强；反潜热顿场夏藏季最猫强，撞秋、掘春季厉次之辜，冬糊季最斩弱。舅年内辱的月盾际变吧化都琴呈现凶单峰尖型变津化。绕感热侄场与遥潜热吐场的权分布鸡形势衣与大蛛值中叉心位粮置大陆致不饱变，尊增强累和减胖弱的统过程补比较圆显著使。潜救热场努对于湖加热疮场的夹影响咐最显犁著的蹲季节复是夏右季，辅尤其脸在西梳北干吹旱区栋的东死南部捏，加泛热场源显著皆增强绣。（2肉）西伪北干坟旱区清地面疗加热叼场以抬10这0°粘E为税界，杰可以棍分为肯东西队两部找分。邻西部点感热关场远说大于币潜热胆场，肉加热隔场主形要受挂感热边场影愧响；零而东顾部感惩热场葡与潜沾热场快量级句相当辫，潜赵热场赚对于愿感热闷场的旗分布涉和变刃化影茄响不情可忽各视。纸冬季涝和秋伟季两灶部分大的变过化速周度不六同，宫而在善春、露夏变现化趋广势不妨同，后尤其围夏季柱，东掏西反酿向变少化最膀为明段显。（3蜘）感锈热场碧的持膏续性型较好宝，而在潜热拆场的励持续汗性较布差。袜对感甘热场泡分东大西部零选取杜了代烛表站啦——阀西部踢的诺灯木洪搅，东港部的宇景泰碑，计疾算出黎了感蛛热场全的经母验公粒式，朗加上网多年击平均条各月麻的潜贷热场竿，得牧到加逼热场鄙强度酿指数抖。需要嫂