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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近年来城市人口的增长和城市范围的扩大对边界层的影响十分明显。城市化不断改变着下垫面类型和土地利用方式，显著改变城市地表与大气之间的水热交换。感热通量作为城市地表水热平衡的重要组成部分，不仅影响城市区域的热量收支，而且为不同尺度的天气系统提供物质、动力和热力来源。因此了解城市近地层大气运动和热结构的时空变化，精确测量地气之间热量交换对认识城市气候变化与气象特征具有重要意义。本研究拟利用大孔径闪烁仪（LAS）和涡度相关系统（EC）地表感热通量的观测资料，分析南京典型城市下垫面地表感热通量的时间变化及其不确定性，在明晰典型城市下垫面地表感热通量日变化特征的同时，也为大孔径闪烁仪用于城市感热通量观测研究提供参考。

国内外研究现状

目前，地表感热通量观测应用最广泛的是涡度相关系统（EC）。许多学者的研究结果表明，EC系统可以测量多种下垫面的地表通量，然而EC观测受到了许多因素的限制。虽然有许多研究在复杂下垫面上使用EC观测地表感热通量，但不同的数据处理方案可能导致10%-15%误差。与EC相比，基于大尺度观测的大孔径闪烁仪（LAS）可在一定程度上改善上述问题。在国内，LAS和EC多在农田、林地、高原、盆地、山谷等下垫面开展观测研究，LAS在非均匀下垫面的通量观测中显示出明显的优越性，并且有效改善了EC观测中存在的能量闭合问题。在国外，到1990年代末期，许多研究证明了闪烁测量法在非均匀下垫面上的适用性和有效性，且在许多城市区域观测研究中应用，如马赛、伦敦、罗兹和斯温顿等，结果发现LAS与EC通量源区的特征有很大差异，而且良好的表现证明LAS比EC更适用于城市地区感热通量的长期观测。

但是不同方法得到的感热通量差异不可忽略。一方面，由于各种观测方法的空间代表性不同，通量源区的大小、下垫面类型是造成LAS、EC系统感热通量观测差异的主要因素。另一方面，风向、风速、温度、湿度等近地层内各种环境变量对H_LAS也有重要的影响。Mariusz Zielinskil等的研究表明冷暖平流是影响感热通量变化的重要因素。综上可知，城市地区的H_LAS和H_EC虽有较好的一致性，但两者之间仍然存在很多差异，通量观测仍然存在较大不确定性。

2. 研究的基本内容

（1）大孔径闪烁仪（LAS）和涡度相关系统（EC）观测地表感热通量的比较分析；

（2）南京典型城区春季感热通量的日变化特征及影响因素分析。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

（1）实施方案

资料收集。收集las和ec观测的南京城市区域地表感热通量数据，并进行初步整理。

研究方法。采用对比分析、相关分析、回归分析等方法研究南京城区地表感热通量日变化特征，分析las和ec系统感热通量观测的不确定性。

4. 参考文献

[1] crawford b, grimmond c s b, ward h c, et al. spatial and temporal patterns of surface-atmosphere energy exchange in a dense urban environment using scintillometry[j]. quarterly journal of the royal meteorological society, 2017, 143(703): 817-833.

[2] liu s m, xu z w, zhu z l, et al. measurements of evapotranspiration from eddy-covariance systems and large aperture scintillometers in the hai river basin, china[j]. journal of hydrology, 2013, 487: 24-38.

[3] ward h c. scintillometry in urban and complex environments: a review[j]. measurement science technology, 2017, 28(6): 064005.