青藏高原湖-氣湍流通量的觀測與模擬研究獲進(jìn)展

　　作為“亞洲水塔”，青藏高原存在大量的湖泊，其中超過98%的湖泊的面積小于1km2。在全球氣候變暖的背景下，伴隨著降雨的增加和冰川的消融，青藏高原的湖泊數(shù)量在增多且大部分的湖泊面積在增大。由于湖泊水體較低的反照率、較大的熱容量和對太陽輻射的可穿透性，湖-氣之間的熱量和水分的傳輸交換與陸-氣間有明顯不同。湖-氣間湍流通量是湖泊邊界層生長的重要驅(qū)動(dòng)力，并且是數(shù)值氣候模型中湖-氣交換過程的重要變量。湖-氣間感熱通量和潛熱通量的觀測和模擬對區(qū)域能量平衡和水循環(huán)的研究意義重大。
　　
　　近期，中國科學(xué)院青藏高原地球科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員馬耀明課題組，以納木錯(cuò)小湖渦動(dòng)相關(guān)觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)（圖1），分析了該湖表面湖-氣能量通量的傳輸交換特征，并對湖-氣湍流通量傳輸交換模型（總體傳輸模型，BModel和多層模型，MModel）進(jìn)行了驗(yàn)證和分析。研究結(jié)果表明：水分的總體傳輸系數(shù)和粗糙度長度要高于熱量，在低風(fēng)速條件下尤其明顯；在自由對流條件下，潛熱通量與風(fēng)速間呈現(xiàn)明顯的均方根關(guān)系；在小湖的粗糙度和通量模擬中，波浪相對較短的波長引發(fā)低估的粗糙度長度，并導(dǎo)致潛熱和感熱通量的低估；適應(yīng)于該小湖粗糙度長度參數(shù)的查諾克數(shù)和粗糙雷諾數(shù)分別為0.031和0.54，優(yōu)化后的參數(shù)更加適合小湖湍流通量的模型模擬（圖2）。
　　
　　該研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)B和國家自然科學(xué)基金等的支持，研究結(jié)果發(fā)表在JGR-Atmosphere（待刊），王賓賓為第一作者和通訊作者。
　　
　　
　　 
　　圖1.(a)納木錯(cuò)湖地區(qū)；(b)研究區(qū)域，紅色三角和十字分別是渦動(dòng)相關(guān)儀器和納木錯(cuò)觀測站的位置，水平尺度3.5km×3.5km；(c)渦動(dòng)相關(guān)觀測系統(tǒng)。
　　

 　
　　圖2.觀測和使用改進(jìn)參數(shù)模擬（總體傳輸模型（a-c）和多層模型（d-f））的感熱通量（H）、潛熱通量（LE）和摩擦速度（U*）的散點(diǎn)圖；1:1線和線性擬合線（擬合方程）分別顯示為點(diǎn)線和圓圈線。