桂林草面温度与地面净辐射的相关分析

桂林草面温度与地面净辐射的相关 安徽农业科学,JournalofAnhuihgd.Sci.2011,39(27):16882—16884责任编辑黄小燕责任校对卢瑶 桂林草面温度与地面净辐射的相关分析 黄琳,陈凤娟(1.广西区气象信息中心,广西南宁530022;2.广西北海市气象局,广西北海53600o) 摘要[目的]研究桂林草面温度与地面净辐射的相关关系.[方法]利用2007,2009年桂林国家基准气候站的地面观测资料和地面净 辐射资料,对桂林草面温度与地面净辐射的变化进行分析,找出两者的相关关系.[结果]桂林草面温度和地面净辐射值的年变化趋势 基本相同,月平均最大值均出现在夏季(7,8月),月平均最小值均出现在冬季(12月,次年1月);月平均草面温度与月平均地面净辐 射值存在正相关.草面温度和地面净辐射在四季不同天气状况下的分布情况基本相同,晴天时地面净辐射平均最大值最大,平均最小 值最小;阴天时地面净辐射平均最大值最小,平均最小值最大;晴天时日较差最大,阴天时日较差最小.不同天气状况草面温度及地面 净辐射的日变化趋势基本相同;晴天或多云时,草面温度和地面净辐射的日最大值均出现在15:00,l9:O0;阴天时,两者均未出现明显 的峰值,日变化不明显.草面温度及地面净辐射的日极值出现时间最高(大)值大多出现在12:0o一15:O0,日最低(小)值大多出现在 20:00,次日07:O0.l结论l该研究为桂林温度变化分析提供参考依 据. 关键词草面温度;地面净辐射;相关分析;桂林 中图分类号P463.224文献标识码A文章编号 6611(2011)27—16882—03 0517— RelevantAnalysisofGrasslandTemperatureandGroundNetRadiationinGuilin HUANGLinetaI(GuangxiMeteorologicalInformationCenter,Nanning,Guangxi530022) AbstractlObjective 『rI1}leaimwastostudytherelevanceofgrasslandtemperatureandgroundnetradiationinGuilin.1Method]Bvdintof groundobservationdataandnetradiationofnationalbenchmarkclimatestationinGuilinfrom2007to.thechangesofgrasslandtempera— tureandgroundnetradiationwereexpoundedandtheirrelationswerepointedout.IResultlTheannua1changestrendsofgrasslandtempera— tureandgroundnetradiationinGuilinwerebasicallythesame.Monthlyaveragemaximumvalueallappearedinsummer(JulytoAugugt). Monthlyaveragelowestvalueappearedinwinter(DecembertonextJanuary);monthlyaveragegrasslandtemperatureandmonthlyavera~e groundnetradiationhadpositiverelation.Grasslandtemperatureandgroundnetradiationhadbasicallysamedistributioninfourseasons.The averagelargestvalueofgroundnetradiationinsummerwasthelargestandaveragesmallestvaluewasthesmallest;theaveragelargestvalue ofgroundnetradiationincloudydayswasthesmallestandaverageminimumvaluewasthelargest:thedailydifferencewasthelargestinSUB. nydayanddailydifferencewasthesmallestincloudyday.Thedailychangestrendofgrasslandtemperatureandgroundnetradiationindiffer- entweatherstatewerebasicallythesame:whenitwassunnyorcloudy,thedailylargestvalueofgrasslandtemperatureandgroundnetradia— tionoccurredbetween15:00and19:00:whenitwasovercast,therewasnodistinctpeakanddailychanges.Thelargestvalueofthedailyex— tremevalueofgrasslandtemperatureandgroundnetradiationtookplacefrom12:00to15:00.Thedailylowestvaluetookplacefrom20:00 to07:00onthenextday.1ConclusionlThestudyprovidedreferencefortheanalysisoftemperaturechangesinGuilin. KeywordsGrasslandtemperature:Groundnetradiation:Relevantanalysis:Guilin 草面温度是2006年广西区气象台站新增加的观测内 容,是探测近地层植被的温度,在拓展气象为农业生产,生态 环境建设等方面有广阔的应用前景.气象台站的草面温 度观测场比较开阔,又无其他物体遮挡,故草面温度的变化 主要取决于太阳辐射及近地面层大气的热量交换,目前气象 台站观测场的草大多采用细叶结缕草,由于草株本身的结构 以及草株之间存在较多空隙,草面温度传感器相当于处在一 个特殊的微气候环境中,因此草面温度实质上是草间的空气 温度而非单纯的草株本身的温度,其感应的温度与环境温度 有联系,也与草的物理性质有关系,主要为地面净辐射,风, 蒸腾,降水及热特性等.下垫面的温度变化首先是由该下垫 面热量收支不平衡而引起的,地面由于吸收太阳辐射和大 气逆辐射而获得热量,同时又以其本身的温度不断向外发射 辐射而丢失热量.在此,笔者利用2007,2009年桂林的地 面观测资料和地面净辐射资料,对草面温度及地面净辐射的 变化进行分析,找出它们的相关关系. 1资料与方法 1.1研究区概况桂林市地处南岭山系的西南部,平均海 拔150m,属典型的”喀斯特”岩溶地貌,属于中亚热带湿润 季风气候,气候温和,四季分明.年平均温度18.9oC,比较 温和,最热的在7,8月,平均温度28.0oC左右,最冷的在1,2 作者简介黄琳(1972一),女,广西天等人,工程师,从事地面气象观测 资料质量控制工作,E.mail:li-lin一888@163.con. 收稿日期201l-06.10 月,平均温度8.0,9.0?;平均年雨量达1900,2000mm, 雨水最多的为4,7月,降雨量占全年的40%.桂林国家基 准气候站(以下简称桂林站)位于桂林市区最北面,测站平坦 空旷,但四周多山,观测场内地面平坦并被草坪(间或有些杂 草)覆盖. 1.2测量仪器及观测方法草面温度的测量仪为铂电阻 传感器,观测区域位于气象台站观测场内裸地地温观测区西 侧,无其他物体遮挡,草地面积约1m,草株高度不超过10 cm,传感器安装在距地6cm高度处,并与地面平行,24h 连续采集数据,计算有各分钟的瞬时值.地面净辐射的观测 仪器是净全辐射表,由涂黑感应面与热电堆组成,表安装在 气象台站观测场内南面的支架上,距地面约1.5m,24h连续 采集数据,计算有各分钟的瞬时值和累计量. 1.3资料处理选取桂林站2OO7,2OO9年的地面气象观测 资料及净辐射资料进行分析,3年共1096d,其中因仪器原因 草面温度极值缺测1d.分别统计它们各年各月的24次日平 均值,3年的各月平均值以及两者各日极值的出现时间. 2结果与分析 2.1草面温度和地面净辐射的变化规律由图1可见, 2007,2009年月平均草面温度和地面净辐射均在每年的 7,8月达到最大值,12月,次年1月达到最小值. 2.2草面温度与地面净辐射的相关关系图1显示, 2007,2009年桂林草面温度和地面净辐射的年变化趋势基 本同步,最大值均出现在夏季,最小值出现在冬季.由图2 39卷27期黄琳等桂林草面温度与地面净辐射的相关分析16883 鼍 薹 40 30 20 10 2007 皇 耱 墨要 芎 年份Year 图12OO7—2OO9年桂林站平均草面温度和地面净辐射的变化 Fig.1Averagegrasslandtemperatureandgroundnetradiation changesinGuilinStationfrom2007to2009 可见,两者之间存在正相关.若设月平均草面温度为Y,月平 均地面净辐射为,则有近似直线方程:Y=2.5x+5. 2.3不同天气状况下草面温度和地面净辐射的分布情 况不同的天空状况下地面净辐射有所不同.根据桂林站 2007,2009年的地面观测资料,以1,4,7,10月分别代表冬 季,春季,夏季,秋季,其中2007年晴天中4月仅为1d,改用 3,4,5月的资料统计,7月为0d,改用6,7,8月的资料统计, 分剐统计四季晴天,多云,阴天3种不同天空状况下的草面 月平均辐射值 kbnthlyaverageradiat[onvalue?1m 图2月平均草面温度与月平均地面净辐射的相关性 Fig.2Relevanceofmonthlyaveragegrasslandtemperatureand monthlyaveragenetradiation 温度和地面净辐射两者的极值情况(表1).结果发现,晴天 时地面净辐射平均最大值最大,平均最小值最小;阴天时地 面净辐射平均最大值最小,平均最小值最大;晴天时日较差 最大,阴天时日较差最小.草面温度在不同天气状况下的特 征与净辐射相同.这是因为晴天时白天太阳辐射强烈,地表 增温强烈,夜间地面辐射冷却强烈,地表降温强烈;当天空有 云时,白天云能减少太阳总辐射,而夜间云能增加大气逆辐 射,因而补偿了部分地面辐射损失的能量,故地面净辐射及 地表温度的日变化振幅也减小. 表12007-2009年桂林站不同天空状况下草面温度及地面净辐射的比较 Table1Comparisonofgrasslandtemperatureandnetradiationundereachkin dofskyinGuifinStationfrom2007to2009 分别选取可以代表晴天,阴天,多云的天空状况下的日 期,获取其草面温度及地面净辐射的小时资料的变化情况. 由图3可见,在不同空状况下,每小时的草面温度值和地面净 辐射的变化趋势基本一致,当地面净辐射的变幅增大时草面 簧帽 时刻Tim { 童 刍 鼍器 g0 d占 温度的变幅增大,当地面净辐射的变幅变小时草面温度的变 幅也变小;晴天或多云时,草温和地面净辐射的日最大值均 出现在15:0o,19:00;阴天时,草温和地面净辐射均未出现 明显的峰值,日变化不明显. 聋蓉蓉害鲁鲁蓉蓉蓉皇璺璺受宴璺董 时刻Tim 1?6 皇p 1.2 齄0量 g0 4. 时刻Tim 董 萎帽 委i 吾 注:a.晴天;b.阴天;c.多石. Note:a.Sunnyday;b.Overcastday;C.Cloudyday. 图3不同天空状况下草面温度及地面净辐射的小时变化 Fig.3Hourlychangesofgrasslandtemperatureandgroundnetradiationindiff erentskystates 2.4草面温度和地面净辐射极值出现时间面温度和地面净辐射日最高(大)值出现的时间发现(图4), 2.4.1最高(大)值出现时间.统计2007,2009年桂林草两者的最高(大)值大多出现在12:00,15:0o,草面最高温度 f』?鲁adI聆 p【l兰??盘?蛊?暑g= 噶幅抖 如加0 f『0Jn_I?puB1??盘0 16884安徽农业科学2011亟 出现在此时段内所占的观测次数为80.5%,地面净辐射最大值出现在此时段内所占的观测次数为75.4%. 碧 量 ‘ 蟹 观测次数Observationtimes 碧 量 ‘ 誊 观测次数0bservationthues 图42007—2009年桂林草面温度(a)和地面净辐射(b)最高值出现时间 Fig.4Theoccurrencetimeofthehighestvalueofgrasslandtemperature(a)and groundnetradiation(b)inGuilinfrom2007to2009 2.4.2最低(小)值出现时间.图5显示,2007,2009年桂 林草面温度和地面净辐射的最低(小)值大多出现在20:00, 碧 】篁 ‘ 誊 观测次数Observationtiines 次日07:00,草面最低温度出现在此时段内所占的观测次数 为80.5%,地面净辐射最小值出现在此时段内所占的观测次 碧 |二 屋 蕾 观测次数Observationtims 图52007~2010年桂林草面温度(a)和地面净辐射(b)最低值出现时间 Fig.5Occurrencetimeofthelowestvalueofgrasslandtemperature(a)andgro undnetradiation(b) 数为80.8%. 3结论 (1)桂林草面温度和地面净辐射值的年变化趋势基本相 同,月平均最大值出现在夏季(7,8月),月平均最小值出现在 冬季(12月,次年1月);月平均草面温度与月平均地面净辐 射值存在正相关,近似回归直线方程为Y=2.5x+5. (2)草面温度和地面净辐射在四季不同天气状况下的分 布情况基本相同,晴天时地面净辐射平均最大值最大,平均 最小值最小;阴天时地面净辐射平均最大值最小,平均最小 值最大;晴天时Et较差最大,阴天时日较差最小. (3)不同天气状况草面温度及地面净辐射的日变化趋势 基本相同:当地面净辐射的变幅增大时草面温度的变幅增 ?+-+一+”+”+”+”+”+”+一十”—-”+”+”+”+”+”+”+”+”+”+”+ (上接第16814页) [12]苏德学,严安生,田胜生,等.钠,钾,钙和葡萄糖对白斑狗鱼精子活 力 的影响[J].动物学杂志,2004,39(1):16—2o. 113lMORRISAWAM,SUZUKIK.Osmolalityandpot~siumion:Theirrolesin initiationofspermmotilityinteleosts[J].Science,1980,210:1145— 1147. 1l4lA【|A?sMH,COSSONJ,KARAMIM,eta1.Chemicalcompositionand osmolalityofseminalfluidofAeipenserpersicustheirphysiologicalrela- tionshipwithspermmotility[J].AquacultureRese~ch,2OO4,35(13): l238一l243. [15]BAYNESSM,SCOTrAP,DAWSONAP.Rainbowtrout,Sa/mogaird- neriiRaehardson,spermatozon:effectsofcationsandpH0nmotility[J].J FishBiol,1981,19:259—267. [16]黄巧珠,区又君,喻达辉,等.pH对四种鲷鱼精子活力的影III~[J]. 湛江 海洋大学,1999,19(3):14—16. 大,当地面净辐射的变幅变小时草面温度的变幅也变小.晴 天或多云时,草温和地面净辐射的日最大值均出现在15:00 , 19:O0;阴天时,草温和地面净辐射均未出现明显的峰值, 日变化不明显. (4)草面温度和净辐射值的日极值出现时间基本相同, 草面温度及地面净辐射的日极值出现时间最高(大)值大多 出现在12:00,15:O0,日最低(小)值大多出现在20:0o,次 日07:00. 参考文献 [1]周晓香,黄少平,刘冬梅,等.江西省草面温度变化特征及与气象因 子 的相关分析[J].江西科学,2009,27(4):518—521. [2]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003. [3]段若溪,姜云飞农业气象学[M].北京:气象出版社,2002. ??-- +一??—-}一一——+一? [17]李飞,万全.环境因子对胭脂鱼精子活力影响的研究[J].淡水渔业, 2009,39(4):22—28. 18PHR0NENJ.}I丫VARINENH.Comp~itionofthemiItofsometeleost fishlJI.JFishBiol,1983,22:35l一361. 19lKRUGERJC,SMITHGL,VanVURENJHJ,eta1.Somechemicaland physicalcharacteristicsofthesemenofC~rinuscarpioandOreochromis mossambicus(Peters)[J].JFishBiol,1984,24(3):263—272. [20]宋勇,朱晨晨,陈生熬.不同浓度的NaC1,KC1和葡萄糖对彩鲫精 子活 力的影响[J].塔里木大学,2.0O9,21(3):5—9. I2llALAvISMH,C0SS0NJ,EARA_MIM,eta1.Spermatozoamotilityinthe Persiansturgeon,Acipenserpersicus:effectsofpH,dillutionrate,ionsand osmolalityIJI.Reproduction,2OO4,128:819—828. [22]朱冬发,或永旭,王春琳,等.环境因子对大黄鱼精子活力的影响[J]. 水产科学,2005,24(12):4—6.