土壤冻融过程显著影响地表含水量和能量收支变化。利用玛曲2017年8月至2018年7月的土壤温度/湿度、涡动观测资料以及公用陆面模式（Community Land Model,CLM）最新版本CLM5.0的模拟资料，其中冻结过程阶段的辐射和能量通量使用模式模拟的数据，通过分析土壤冻融过程中土壤温湿度、地表能量平衡各分量的时间演变特征，探讨冻融过程中地表水热交换的特征。数据分析表明：（1）土壤冻融过程包括冻结过程、完全冻结、消融过程及完全消融四个阶段，各阶段中的土壤温度/湿度、辐射和能量通量存在明显的日变化，在冻结过程和消融过程阶段，土壤湿度随土壤温度变化显示出明显的日冻融循环。（2）冻融过程通过影响表层土壤水分影响地表辐射收支和能量分配。冻融过程中土壤中的水相变为冰，改变下垫面性质影响地表辐射收支。土壤中的液态水通过相变影响地表潜热通量，完全消融（冻结）阶段，地气之间能量交换以潜热（感热）通量为主。相比于以潜热通量为主的冻结过程阶段，消融过程阶段净辐射通量逐渐增大，地气之间能量交换主要受感热通量影响。土壤中水分的昼融夜冻导致频繁的潜热通量释放影响地表热通量。土壤热通量在冻结过程(G
土壤冻融过程显著影响地表含水量和能量收支变化。利用玛曲2017年8月至2018年7月的土壤温度/湿度、涡动观测资料以及公用陆面模式（Community Land Model,CLM）最新版本CLM5.0的模拟资料，其中冻结过程阶段的辐射和能量通量使用模式模拟的数据，通过分析土壤冻融过程中土壤温湿度、地表能量平衡各分量的时间演变特征，探讨冻融过程中地表水热交换的特征。数据分析表明：（1）土壤冻融过程包括冻结过程、完全冻结、消融过程及完全消融四个阶段，各阶段中的土壤温度/湿度、辐射和能量通量存在明显的日变化，在冻结过程和消融过程阶段，土壤湿度随土壤温度变化显示出明显的日冻融循环。（2）冻融过程通过影响表层土壤水分影响地表辐射收支和能量分配。冻融过程中土壤中的水相变为冰，改变下垫面性质影响地表辐射收支。土壤中的液态水通过相变影响地表潜热通量，完全消融（冻结）阶段，地气之间能量交换以潜热（感热）通量为主。相比于以潜热通量为主的冻结过程阶段，消融过程阶段净辐射通量逐渐增大，地气之间能量交换主要受感热通量影响。土壤中水分的昼融夜冻导致频繁的潜热通量释放影响地表热通量。土壤热通量在冻结过程(G
高寒草原水热交换的季节性特征显著,土壤冻融过程对地-气水热交换有着重要的影响。本文利用黄河源区汤岔玛小流域2014年5月至2015年5月陆面过程观测数据,将土壤冻融过程划分为完全融化(TT)和完全冻结(FF)两种状态与融冻(T-F)和冻融(F-T)两个过程,并分析了期间高寒草原下垫面净辐射、感热通量、潜热通量和地表热通量不同状态和过程中的变化,以此探究土壤冻融过程中地气间的水热交换特征。研究表明:(1)净辐射通量在完全融化阶段的平均值要普遍大于其他三个阶段,最大值达到了203.7 W·m-2,冻融阶段冻土融化,土壤含水量逐渐增加,净辐射比完全冻结阶段明显增大,完全融化阶段净辐射日变化值最大,达到了717.6 W·m-2,完全冻结阶段最小,冻融阶段次之。(2)感热通量与潜热通量在完全融化和完全冻结阶段的配置不同。完全融化时,由于降水和土壤含水量等原因,净辐射主要转换为潜热通量,潜热通量日变化最大值为193.7 W·m-2,而感热通量只有80.0 W·m-2左右。融冻阶段、冻融阶段与完全冻结时感热与潜热的日平均相差不大,潜热在三个阶段平均值为21.9 W·m-2,感热为20.3 W·m-2...
高寒草原水热交换的季节性特征显著,土壤冻融过程对地-气水热交换有着重要的影响。本文利用黄河源区汤岔玛小流域2014年5月至2015年5月陆面过程观测数据,将土壤冻融过程划分为完全融化(TT)和完全冻结(FF)两种状态与融冻(T-F)和冻融(F-T)两个过程,并分析了期间高寒草原下垫面净辐射、感热通量、潜热通量和地表热通量不同状态和过程中的变化,以此探究土壤冻融过程中地气间的水热交换特征。研究表明:(1)净辐射通量在完全融化阶段的平均值要普遍大于其他三个阶段,最大值达到了203.7 W·m-2,冻融阶段冻土融化,土壤含水量逐渐增加,净辐射比完全冻结阶段明显增大,完全融化阶段净辐射日变化值最大,达到了717.6 W·m-2,完全冻结阶段最小,冻融阶段次之。(2)感热通量与潜热通量在完全融化和完全冻结阶段的配置不同。完全融化时,由于降水和土壤含水量等原因,净辐射主要转换为潜热通量,潜热通量日变化最大值为193.7 W·m-2,而感热通量只有80.0 W·m-2左右。融冻阶段、冻融阶段与完全冻结时感热与潜热的日平均相差不大,潜热在三个阶段平均值为21.9 W·m-2,感热为20.3 W·m-2...
陆面过程的研究对于更好地认识气候和天气系统的演变规律、陆地-大气水热交换过程、人类活动对气候和环境的影响等具有重要意义.建立了综合考虑土壤冻融、土壤水汽通量、植被覆盖和陆面-大气近地层水热交换的一维冻土-植被-大气连续体模型,模拟了固液相变、汽态水迁移、土壤水、汽、热耦合迁移等过程,反映了液态水从未冻区向冻结区迁移、冻结及其引起的潜热迁移的冻土物理本质,也反映了汽态水分从高温区向低温区迁移所引起的温度及水分场的变化,并对模型进行了检验.水分运动方程采用混合Richards方程,可适应各种边界条件.土壤水热传输模型求解引入了修正的Picard迭代法,不仅使计算迭代收敛更快,而且能更好地保证数值计算过程中的水量平衡.结合GAME/Tibet实验1998年5月份、7月份的观测数据,应用该模型对青藏高原安多观测点的水热交换过程进行了模拟分析.模拟结果表明:土壤的冻融过程对地温变化会产生负反馈作用;若净辐射相同,土壤表层含水量较高的情况下考虑冻结时其地热通量在冰融化时明显增加,显热通量减少,而潜热通量变化不大,但是冻结时各通量的变化不明显;而土壤发生融化时,尽管地热通量增加,但是地表温度仍然减小...