西北地區地面加熱場特征分析匯報人：袁善鋒班級：10級大氣科學（7）班學號：20101326034導師：李棟梁目錄1引言2資料和方法3地面加熱場時空特征4加熱場強度指數5小結與討論參考文獻致謝1引言我國西北地干旱區，包括以110°E以西、35°N以北的新疆、寧夏、甘肅，以及青海北部、內蒙西部和陜西北部地區；其深居大陸腹地、外緣高大山體，東亞夏季風向北的水汽輸送很難達到，降水稀少，大部分地區的降水不足200mm，有些地區甚至不足50mm，地貌一般以戈壁、沙漠為主，地表蒸發能力強，是歐亞大陸上感熱通量最強、潛熱通量最弱的區域，有歐亞大陸中的“熱墊”之稱。地面加熱場強度等于地面感熱通量與潛熱通量之和。就西北地區而言，前人的研究往往僅考慮分析感熱通量，忽略潛熱通量。但在不同區域和季節，潛熱加熱的作用與感熱加熱的作用相當、甚至超過。到目前為止，還沒有對于綜合考慮感熱通量和潛熱通量的地面加熱場強度的系統認識，并且對于關于西北地區地面熱力場變化的影響研究還比較貧乏。2資料和方法2.1資料我國110°E西、35°N以北的西北地區1982-2006年98個常規氣象站逐月平均觀測資料。美國NOAA系列衛星觀測的1982年1月-2006年12月每15天合成的NDVI數據集。2.2加熱場計算地面能量平衡方程：Rn-G0=H+λERn是地面凈輻射，G0是進入土壤的熱通量。（Rn-G0）是地面加熱場強度，包括感熱和潛熱兩部分。圖1西北干旱區98站點分布圖2.2.1感熱場計算總體傳輸公式：H為地表感熱，是干空氣密度由干空氣狀態方程確定，Ps是本站氣壓，Rd=287.05J·K-1·kg-1，為干空氣比氣體常數；Cp=1004.07J·K-1·kg-1，是空氣定壓比熱常數；Ch是地面湍流熱量交換系數，無量綱；V10是測站10m高度風速，Ta=273.16+ta，ta是測站百葉箱（1.5米）氣溫，Ts是地面0cm土壤溫度Ch采用王慧等2010的Ch-INDV參數化關系式2.2.2潛熱場計算λE=λ×ρ×Rfρ=1×103kg·m-3為水的密度；λ=2.44×106J·kg-1，為汽化潛熱系數；Rf為單位時間蒸發的水量（m·s-1）3地面加熱時空特征3.1空間分布圖21982-2006年各季多年平均感熱通量場（單位：W/m2）冬季(b)春季(c)夏季(d)秋季

圖31982-2006年各季多年平均潛熱通量場（單位：W/m2）(a)冬季(b)春季(c)夏季(d)秋季圖41982-2006年各季多年平均加熱場（單位：W/m2）(a)冬季(b)春季(c)夏季(d)秋季3.2空間分區 以100°E為界將西北干旱區分為兩部分，在加熱場空間分布上，西部感熱場遠大于潛熱場，東部感熱場與潛熱場相當；在時間演變上，東西變化趨勢不同，尤其表現在夏季。圖5各季節EOF分析的第一、二載荷向量場((a1),(a2)冬季第一、二載荷場，(b1),(b2)春季第一、二載荷場，(c1),(c2)夏季第一、二載荷場，(d1),(d2)秋季第一、二載荷場)3.3加熱場時間演變

3.3.1月際變化

圖61982-2006年西北干旱區地面潛熱、感熱及加熱場西部(a),東部(b)月際變化（單位：W/m2）3.3.2年際變化

圖71982-2006年西北干旱區東西部感熱、潛熱及加熱場場年際變化（單位：W/m2）（(a1)冬季西部，(a2)冬季東部；(b1)春季西部，(b2)春季東部；(c1)夏季西部，(c2)夏季東部；(d1)秋季西部，(d2)秋季東部）圖81982-2006年各季節加熱場年際變化及趨勢（（a）西部；（b）東部）西部東部冬季0.12810.0654春季-0.09950.0095夏季-0.17270.1277秋季0.01600.1204表11982-2006年各季節東西部氣候傾向率（單位：W/m2/(10a)）表2

西北干旱區地面東西部感熱場落后自相關系數表（r(ɑ=0.01)=0.505,以“

”標出，r(ɑ=0.05)=0.396，以“

”標出)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東部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東部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持續性表3

西北干旱區地面東西部潛熱場落后自相關系數表

（r(ɑ=0.01)=0.505,以“

”標出，r(ɑ=0.05)=0.396，以“

”標出)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東部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

西北干旱區東西部地面加熱場落后自相關系數表（r(ɑ=0.01)=0.505,以“

”標出，r(ɑ=0.05)=0.396，以“

”標出)4加熱強度指數圖9西北干旱區東部EEOF1-12月第一特征場選擇代表站西部：諾木洪（36.26°N，96.25°E）東部：景泰（37.11°N，104.03°E）4.1代表站選取4.2加熱場強度指數

HW=AX+B；西部加熱場強度為：HW+L表5

西部各月感熱系數A、常數B，潛熱L，顯著性水平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；東部加熱場強度：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

東部各月感熱系數a、常數b，潛熱L，顯著性水平α4.瓣3加熱賴場強急度強矛度指幣數代談表性表7西部專各月傳感熱耗場強溪度指奇數與伍西部批58煉站感囑熱場揪正相星關、淹顯著現相關算（|r劫|>寸0.兇4）站祝百分矛比（胃%）月份123456789101112正相關58.679.363.858.656.964.867.263.862.174.167.263.8顯著相關8.615.525.924.119.019.031.017.219.017.215.56.9表8東部地各月騰感熱淚場強花度指冷數與波東部問40吳站感幣熱場縮慧正相邁關、握顯著脫相關搜（|r只|>考0.叫4）站勝百分坦比（萍%）月份123456789101112正相關92.510095.090.097.595.082.582.587.585.097.597.5顯著相關60.085.042.532.562.542.522.532.517.532.580.060.0表9西部漆各月蓮加熱伴場強佳度指背數與丈西部座58撇站加左熱場息正相妖關、敗顯著慈相關凡（|r援|>頑0.暢4）站君百分蒜比（軍%）月份123456789101112正相關53.470.756.950.070.756.958.650.079.375.962.150.0顯著相關5.26.910.313.819.010.320.713.813.810.38.63.4表10東部刃各月遭加熱藏場強香度指伸數與龜東部聾40款站加卻熱場冶正相龜關、榜顯著奸相關右（|r拒|>舉0.膚4）站薄百分擋比（橡%）月份123456789101112正相關95.010030.022.530.07.532.522.562.512.510097.5顯著相關67.580.02.500007.50060.060.0圖10加熱刷場強耽度指充數和勾各站漸點相目關指豆數（2月、11月）5的小結慰與討魚論（1唇）西歌北干撥旱區幻玉地面錫加熱叼場中逝感熱槽場在種秋、剪冬季狗較弱警，春梳、夏熊季很劉強；反潛熱頓場夏藏季最貓強，撞秋、掘春季厲次之辜，冬糊季最斬弱。舅年內辱的月盾際變吧化都琴呈現兇單峰尖型變津化。繞感熱侄場與遙潛熱吐場的權分布雞形勢衣與大蛛值中叉心位糧置大陸致不飽變，尊增強累和減胖弱的統過程補比較圓顯著使。潛救熱場努對于湖加熱瘡場的夾影響咐最顯犁著的蹲季節復是夏右季，輔尤其臉在西梳北干吹旱區棟的東死南部捏，加泛熱場源顯著皆增強繡。（2肉）西偽北干墳旱區清地面療加熱叼場以抬10這0°粘E為稅界，杰可以棍分為肯東西隊兩部找分。鄰西部點感熱關場遠說大于幣潛熱膽場，肉加熱隔場主形要受掛感熱邊場影愧響；零而東顧部感懲熱場葡與潛沾熱場快量級句相當辮，潛趙熱場賺對于愿感熱悶場的旗分布涉和變刃化影茄響不情可忽各視。紙冬季澇和秋偉季兩灶部分大的變過化速周度不六同，宮而在善春、露夏變現化趨廣勢不妨同，后尤其圍夏季柱，東掏西反釀向變少化最膀為明段顯。（3蜘）感銹熱場碧的持膏續性型較好寶，而在潛熱拆場的勵持續汗性較布差。襪對感甘熱場泡分東大西部零選取杜了代燭表站啦——閥西部踢的諾燈木洪攪，東港部的宇景泰碑，計疾算出黎了感蛛熱場全的經母驗公粒式，朗加上網多年擊平均條各月麻的潛貸熱場竿，得牧到加逼熱場鄙強度釀指數抖。需要嫂