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不同时间尺度土壤热通量的估算方法比较研究开题报告

 2022-01-09 10:01  

全文总字数:5449字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

土壤热量的储存与释放对大气环流和区域气候产生着重要影响,对天气、气候数值模拟结果也有非常敏感的影响,其中,土壤温度、热通量是地表能量平衡的重要分量, 是研究陆气作用的重要参数。精确模拟土壤温度和热通量是陆面过程、大气环流、区域气候的重要环节,因此,一直以来受到众多研究者的重视,并开展了一些研究工作。

估算土壤温度和热通量需要确定土壤的三个主要热力学参数:体积热容量、热传导率土壤热扩散率。土壤体积热容量是由土壤的物质组成决定的,而热传导率等于热扩散率和体积热容量的乘积,因此二者知其一即可。目前,土壤热通量的去认定方法主要有公式计算法、测定法和组合法等等。台站法是公式计算法当中的一种,由苏联学者拉依哈特曼首先提出,该方法利用一定深度土壤温度的时空变化来确立通过地表的热量,后经采金改进后,又经解析法将其改为了业务工作式。热流板法利用热流板测定土壤热通量的方法,由于操作较为简便,在国内外的业务工作中得到了广泛使用。土柱热含量法是根据能量守恒原理,将从土壤表面进入土壤的热量作为土壤恒温层以上的热含量变化,以此来计算土壤热通量。

许多研究者验证了这些方法计算土壤热扩散率的准确性和可靠性,但他们的研究几乎都着眼于同一时间尺度下,即以一天为尺度,在不同的下垫面条件下,比较不同方法的准确性。但一天中土壤中水分通量密度等参数可能存在一定的日变化,若是将其当成常数,可能会产生较大的误差,对实验的结果造成一定的影响,因此有必要控制下垫面条件相同,进行不同时间尺度下土壤温度和热通量估算方法的比较研究。

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2. 研究的基本内容

1.在不同时间尺度下,运用不同方法计算土壤的热扩散率,构建土壤热通量的计算模型,计算出土壤热通量。

2.与利用净辐射模拟的热通量值进行对比,比较不同时间尺度下不同方法计算结果准确性,为正确选择计算土壤热力参数的方法提供参考。

3.评价利用净辐射模拟热通量的经验公式在不同季节,一天中不同时刻的可靠性,并对其高估或低估的情况进行分析。

4.与前人所得结论进行比较,得出综合性结论。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案:

1.首先获取一段时间内不同深度的土壤温度和湿度观测数据。

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4. 参考文献

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