Characteristics of surface radiation budget in Gurbantunggut Desert

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00100

Journal of Desert Research ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (1): 47-58.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00100

Characteristics of surface radiation budget in Gurbantunggut Desert

Jiacheng Gao¹^,²(), Yu Wang², Sayit Hajigul³, Mamtimin Ali², Yongqiang Liu¹(), Xueshang Zhao¹^,², Xinghua Yang², Wen Huo², Fan Yang², Chenglong Zhou²

^1.College of Recourse and Environment Sciences，Xinjiang University，Urumqi 830046，China
^2.Desert Meteorology Field Experiment Station of CMA，Institute of Desert Meteorology，China Meteorological Administration，Urumqi 830002，China
^3.Xinjiang Meteorological Society，Urumqi 830002，China

Received:2020-06-17 Revised:2020-08-26 Online:2021-01-29 Published:2021-01-29
Contact: Yongqiang Liu

Abstract

Abstract:

As the largest fixed and semifixed desert in China， the Gurbantunggut Desert presents the obvious variety on local surface radiation budget and energy balance. In order to clarify the law of evolution of the surface radiation budget over the desert， the variation characteristics of the desert surface radiation under different time scales and different weather conditions were analyzed by using the radiation data of the Kelameili observation station in the hinterland of Gurbantunggut Desert in 2017. The results showed that：（1） The monthly mean diurnal variation curves of surface radiation components were all in unimodal type， but extreme values of which appeared at different times and were unequal. The monthly total variation of surface radiation components were obvious： mean monthly total of the downward long-wave radiation were ranked as growth phase （April-September） > snow cover phase （January-March） > withering phase （October-December）， and which of upward short-wave radiation ranked as snow cover phase>growth phase>withering phase， while which of long-wave radiation and net radiation were all ranked as growth phase>withering phase>snow cover phase. （2）The monthly mean diurnal variation of surface albedo were all in U-shaped curves from April to November. The annual mean value was 0.367. The average values of snow cover phase， growth phase， and withering phase were 0.7， 0.246， and 0.27， respectively. The daily mean values was greater than 0.7 from January 1 to March 15 because Gurbantunggut Desert has been covered within the snow covered continuously during this period. （3）On clear day， The diurnal variation of surface radiation components was smooth inverted U-shaped curves， while which on cloudy and rainy day became irregular. On snow day， the diurnal variation of short-wave radiation and net radiation were inverted V-shaped curve， while which of long-wave radiation was inconspicuous. During the rainfall and snowfall periods， the daily mean values of surface albedo were ranked as the day before rainfall>the day after rainfall>rainy day and as the day after snowfall>snow day>the day before snowfall， respectively. （4）During the snowmelt period， the variation of radiation components was obvious： the daily mean value of surface albedo and upward short-wave radiation decreased day by day when snow cover melted rapidly， while which of net radiation increased. Before snow cover had melted completely， the diurnal variation of long-wave radiation was inconspicuous， but which after snow cover melted completely increased.

Key words: Gurbantunggut Desert, surface radiation budget, surface albedo

CLC Number:

P422

Jiacheng Gao, Yu Wang, Sayit Hajigul, Mamtimin Ali, Yongqiang Liu, Xueshang Zhao, Xinghua Yang, Wen Huo, Fan Yang, Chenglong Zhou. Characteristics of surface radiation budget in Gurbantunggut Desert[J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(1): 47-58.

Figures/Tables 11

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仪器	观测项目	测量范围	测量精度
NR01净辐射传感器	短波辐射	285—3000 nm	<1.8%
NR01净辐射传感器	长波辐射	4500—40000 nm	<7%
CS616土壤湿度探测仪	土壤湿度	—	<0.1%（土壤体积含水量）
SR50A-L雪深传感器	雪深	0.5—10 m	±1.0 cm或±0.4%

仪器	观测项目	测量范围	测量精度
NR01净辐射传感器	短波辐射	285—3000 nm	<1.8%
NR01净辐射传感器	长波辐射	4500—40000 nm	<7%
CS616土壤湿度探测仪	土壤湿度	—	<0.1%（土壤体积含水量）
SR50A-L雪深传感器	雪深	0.5—10 m	±1.0 cm或±0.4%

月份	古尔班通古特沙漠腹地克拉美丽（2017年）	塔克拉玛干沙漠北缘肖塘（2009年）^[25]	塔克拉玛干沙漠塔中（2013年）^[21]	巴丹吉林沙漠拐子湖（2013年）^[44]	黑河流域沙漠（1991年）^[31]
1	0.766	0.31	0.32	—	0.34
2	0.746	0.28	0.30	0.35	0.31
3	0.574	0.27	0.30	0.32	0.29
4	0.233	0.27	0.28	0.32	0.27
5	0.249	0.26	0.26	0.3	0.27
6	0.247	0.25	0.26	0.27	0.26
7	0.251	0.26	0.25	0.27	0.26
8	0.251	0.26	0.26	0.29	0.26
9	0.261	0.26	0.27	0.31	0.28
10	0.259	0.27	0.29	0.32	0.30
11	0.248	0.27	0.31	0.35	0.33
12	0.317	0.29	0.32	0.37	0.37
平均值	0.367	0.27	0.28	0.32	0.30

月份	古尔班通古特沙漠腹地克拉美丽（2017年）	塔克拉玛干沙漠北缘肖塘（2009年）^[25]	塔克拉玛干沙漠塔中（2013年）^[21]	巴丹吉林沙漠拐子湖（2013年）^[44]	黑河流域沙漠（1991年）^[31]
1	0.766	0.31	0.32	—	0.34
2	0.746	0.28	0.30	0.35	0.31
3	0.574	0.27	0.30	0.32	0.29
4	0.233	0.27	0.28	0.32	0.27
5	0.249	0.26	0.26	0.3	0.27
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10	0.259	0.27	0.29	0.32	0.30
11	0.248	0.27	0.31	0.35	0.33
12	0.317	0.29	0.32	0.37	0.37
平均值	0.367	0.27	0.28	0.32	0.30

季节	日期	晴空指数	天气状况	季节	日期	晴空指数	天气状况
冬季	02-18	0.70	多云	夏季	08-10	0.76	晴天
	02-19	0.45	降雪		08-11	0.64	多云
	02-20	0.74	晴天		08-12	0.13	降雨
	02-21	0.87	晴天		08-13	0.69	多云
春季	04-11	0.77	晴天	秋季	10-02	0.78	晴天
	04-12	0.65	多云		10-03	0.60	多云
	04-13	0.68	多云		10-04	0.58	降雨
	04-14	0.18	降雨		10-05	0.23	降雨

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