库布齐沙漠人工柠条（Caragana korshinskii）林地表辐射特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00046

摘要/Abstract

摘要：

人工造林使得库布其沙漠的生态快速逆转，了解在人工林地中辐射平衡各分量的变化规律，对改进陆面过程参数具有重要意义。利用四分量辐射仪测定的2014—2016年库布齐沙漠柠条（Caragana korshinskii）灌丛的辐射数据，分析了典型天气条件下、不同时间尺度辐射通量变化特征。结果表明：（1）不同天气条件下，除向下长波辐射外，其他辐射分量具有明显的日变化特征；晴天，向下短波最大峰值为940.8 W·m^-2，向下长波最大峰值为403.4 W·m^-2，向上短波最大峰值为53.6 W·m^-2，向上长波最大峰值为865.8 W·m^-2。向下短波、向下长波、向上短波、向上长波辐射的日平均分别为203.7、291.7、7.7、450.4 W·m^-2，说明该区以长波辐射为主。（2）不同季节向下短波辐射、向上长波辐射在13:00达到峰值，而向上短波辐射在14:00达到峰值，向下长波辐射全天变化较小，没有明显峰值。向下短波辐射的季节平均日总量依次为春季>夏季>秋季>冬季，其他3个分量季节平均日总量分别为夏季>春季>秋季>冬季。（3）各分量与净辐射年际变化达到峰值的时间不完全一致，向下短波辐射的波动最大，其他3个分量夏季可达峰值，冬季可至谷值。全年净辐射收入大于支出，11月初净辐射由正转负，次年2月初再由负转正，研究时段内净辐射平均为37 W·m^-2，说明该地是一个强热源区。

关键词: 库布齐沙漠, 人工林地, 不同天气, 辐射特征

Abstract:

Artificial afforestation had rapidly reversed the ecology of the Hobq Desert. Understanding changes of the radiation components is of great significance for improving parameters of the land surface processes. We used a four-component radiometer to measure the radiation of the Caragana korshinskii shrub in the Hobq Desert from 2014 to 2016， and analyzed the characteristics of the radiation components under typical weather and different time scales in the area. Results showed that （1） under different weather conditions， radiation components had obvious diurnal variations， except for the downward long-wave radiation； On sunny days， the maximum values of the downward short-wave， downward long-wave， upward short-wave， and upward long-wave radiation were 940.8 ， 403.4， 53.6， and 865.8 W·m^-2， respectively. The daily averages of the radiation components were 203.7， 291.7， 7.7， 450.4 W·m^-2， respectively. （2） As for the diurnal variations， seasonal mean diurnal values of the downward short-wave radiation and upward long-wave radiation in different seasons peaked at 13 o'clock， while the upward short-wave radiation reached its peak at 14 o'clock. Diurnal variations of the downward long-wave radiation were small and the peak was not obvious. The seasonal averaged daily totals of the downward short-wave radiation were in the order of spring>summer>autumn>winter， and the daily totals of the other three components were summer>spring>autumn>winter. （3） As for the intra-year variations， the time when the four radiation components and the net radiation reached their peaks was not completely consistent. The downward short-wave radiation fluctuated the most， the other three components could reach the peaks in summer and the minimum in winter. （4） The income of the annual net radiation was greater than the expenditure. The net radiation changed from positive to negative at the beginning of November and then from negative to positive at the beginning of February of the following year. The monthly average net radiation during the study period was 37 W·m^-2， which suggested the area was a strong heat source.

Key words: Hobq Desert, artificial forest, different weather, radiation characteristics

中图分类号:

P422

马启民, 王海兵, 贾晓鹏. 库布齐沙漠人工柠条（Caragana korshinskii）林地表辐射特征[J]. 中国沙漠, 2021, 41(5): 43-50.

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图/表 5

图1 研究站点位置示意图

Fig.1 Location of the Yinkensha study site

图2 不同天气条件下各辐射分量日变化

Fig.2 Diurnal variations of land surface radiation components under different weather conditions

图3 地表辐射分量的季节平均日变化

Fig.3 Seasonal mean diurnal variations of land surface radiation components

图4 地表辐射分量的月变化

Fig.4 Variations of monthly mean land surface radiation components

表1 库布齐沙漠晴天条件下辐射分量日峰值与相近纬度地区对比

Table 1 The peak value comparison of radiation components on clear day in Kobq Desert with other similar regions

观测地点	库布齐沙漠	巴丹吉林沙漠	金塔绿洲	敦煌戈壁	敦煌湿地	塔克拉玛干沙漠北部	塔克拉玛干沙漠腹地
下垫面	绿洲	沙漠	沙漠	戈壁	湿地	绿洲	沙漠
纬度	40°11′03″N	39°28.122′N	39°57.93′N	40°10′N	40°20′16.4″N	40°48.126′N	38°58′N
经度	109°55′17″E	102°22.365′E	98°51.258′E	94°31′E	93°44′06.4″E	84°18.211′E	83°39′E
观测日期	8月17日	8月10日	6月28日	6月3日	8月8日	6月25日	8月19日
观测海拔/m	1 231	1 418	1 286	1 150	1 004	912	1 099
向下短波/( W·m^-2)	940	996	1 000	1 000	1 140	887	977
向下长波/( W·m^-2)	403	328	360—370	400	550—600	421	400

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