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饱和修正系数提高ZZLAS型闪烁仪测量显热通量精度被引量：1: 2018年; 为了研究饱和效应对大孔径闪烁仪估算区域显热通量的影响,在2014年8—9月期间进行试验,以具有抗饱和性能的双光路BLS900型闪烁仪为参考,以孔径尺寸为0.075 m(文中简记为LAS1)、0.15 m(文中简记为LAS2)的中国产ZZLAS型闪烁仪为研究对象,通过光学传播原理计算出饱和修正系数,并对ZZLAS型闪烁仪的观测结果进行饱和修正分析。结果表明:LAS1的饱和修正系数为1.034,LAS2的饱和修正系数为1.019。试验观测中LAS1饱和率为24.58%,LAS2饱和率为2.04%,进行饱和修正后,LAS1的有效饱和修正率为12.87%。与BLS900相比,LAS1修正后显热通量均方根误差变为25.67 W/m2;LAS2的饱和修正率仅为0.32%,修正前后显热通量均方根误差基本无变化。进行饱和修正前,对BLS900与LAS1观测的显热通量进行F检验,未达到显著水平(P=0.15);通过计算得出的修正系数修正后,达到极显著水平(P=0.004);而利用BLS900的实时修正系数进行修正后,接近显著水平(P=0.06)。利用试验计算得出的饱和修正系数修正后,显热通量与参考标准的误差范围为1.28~53.42 W/m2,比修正前更接近BLS900的观测结果。研究对农田、人工林下垫面条件下的观测结果采用文中的饱和修正方法进行验证,结果也表明,经饱和修正后,闪烁仪观测的显热通量更接近BLS900的观测结果。当ZZLAS型闪烁仪发生明显饱和现象时,利用光学传播原理计算得出的修正系数对饱和数据进行修正效果显著。; 张功张功张劲松施生锦孟平黄彬香; 关键词：蒸散仪器误差

双波长交互法测算华北人工林平均水热通量的应用分析被引量：3: 2018年; 基于红外-微波闪烁仪方法(Optical-Microwave Scintillometer,OMS),对华北低丘山地人工林生态系统进行热量通量观测,并比较OMS估算结果与涡动相关系统(Eddy Covariance,EC)观测结果的差异,分析OMS方法的估算结果对能量平衡的影响,探讨影响OMS观测结果的影响因子。结果表明,OMS系统观测的显热通量与EC观测结果具有良好的一致性,但观测的潜热通量比EC观测结果高估约28%。由于对潜热通量的高估,OMS系统在观测研究中存在过闭合现象,超出幅度约5%。分析认为,波文比、风速对OMS观测影响显著。OMS作为新兴的水热通量观测方法,可以直接同时测算出区域尺度水平上显热通量和潜热通量,缩短了采样间隔,统计不确定性减小,有助于更精确地测量热量通量,深入研究能量闭合问题。; 张功张劲松孟平郑宁; 关键词：波文比蒸散人工林

光闪烁方法测算区域蒸散研究进展被引量：8: 2018年; 蒸散是土壤-植物-大气连续体(SPAC)水热运移的一个重要环节,是全球水量平衡的重要组成,一直是气象学、水文学、地理学及生态学等相关学科重要的研究主题。区域尺度地表蒸散的时空变化过程十分复杂。迄今为止,在像元尺度水平上,特别在非均匀下垫面和地形起伏条件下,有代表性的进行地表蒸散的观测仍然十分困难。虽然遥感方法可获得区域尺度水平蒸散,但其主要根据经验或半经验模型对区域蒸散进行估算,模型选用的参数以及结果还需地面实测数据进行改进、优化,如何获得与遥感尺度相应的地面蒸散实测数据成为模型验证的重点和难点,光闪烁方法的出现为上述问题的解决带来了希望。光闪烁方法能够适应复杂下垫面,测量结果准确且具有时空平均等优点,成为测量区域蒸散的有效方法、验证遥感模型结果的最佳手段。从理论原理、计算方法、主要应用情况等方面,概述了光闪烁方法观测区域蒸散研究进展,指出了影响测算精度的不确定性因素,并提出了研究展望,旨在进一步推动该方法在区域蒸散观测研究中的应用,促进相关学科的发展。; 张功张功郑宁张劲松; 关键词：遥感通量

利用双波长方法对非均匀地形人工林蒸散的测量被引量：1: 2019年; 千米级地表蒸散通常利用遥感影像并结合经验或半经验模型进行估算,且估算结果还需结合地表实测数据进行验证,但实际中很难获得与遥感像元尺度匹配的实测数据.本研究在黄河小浪底森林生态系统定位研究站人工林的生长期(2016年7月1日-10月19日),基于近红外与微波联合观测技术进行千米级地表蒸散的观测分析.结果表明:近红外与微波联合技术在不同天气条件下均能表现出良好的日变化特征,且整体能量闭合率可达0.87.该技术对空气湿度的变化敏感,土壤湿度的变化对该项技术的结果影响较小.不同波文比条件和大气稳定度均会使该技术的观测产生不同程度的误差,与涡动相关方法相比,误差在合理范围.采用双波长方法研究得出,该区域的最大日蒸散量为3.5 mm,总蒸散量为162.4 mm.; 张功张功张劲松尹昌君; 关键词：微波结构参数

人工林冠层的湍流微气象特征被引量：4: 2018年; 利用涡动相关系统测定黄河小浪底森林生态系统定位研究站人工林在萌芽期(2015年3月15日至4月15日,春季)和叶片成型期(2015年7月15日至8月15日,夏季)的微气象数据,分析了冠层湍流微气象特征、湍流强度、湍流风速标准差和总体输送系数,旨在深入了解森林生态系统的微气象特征,为进一步研究能量平衡与物质交换提供工作基础.结果表明:冠层湍流谱在低频部分具有峰值频率,惯性副区具有明显的耗散趋势,基本符合-5/3规律.冠层结构对湍流强度影响明显,春季湍流旺盛时,风速小于3 m·s^(-1),而夏季时风速小于2m·s^(-1).湍流风速标准差符合1/3次幂相似规律,且水平方向比垂直方向的拟合效果好.冠层风速在u、v、w 3个方向分量的风速标准差与摩擦风速比值在春季为2.55、2.06和1.30,在夏季为2.61、2.45和1.21.总体输送系数随稳定度的增加而逐渐减小,在不稳定层结和稳定层结条件下可相差1~2个量级,冠层结构对各方向的湍流风速具有直接影响,从而改变物质能量在冠层的扩散方向.; 张功张功郑宁张劲松; 关键词：湍流谱冠层结构微气象特征总体输送系数大气稳定度

ZZLAS型闪烁仪信号饱和界限的确定被引量：2: 2017年; 闪烁仪能够快速准确地测量区域尺度水热通量,中国产ZZLAS型闪烁仪因测量准确、操作方便、价格低廉等优势在国内具有广阔的应用前景。为进一步提高ZZLAS型闪烁仪的测量精度,推广其在水热通量等研究领域的应用,本文于2014年8-9月,以BLS900为参考标准,分别选择孔径为0.15m和0.075m的ZZLAS型闪烁仪,在平坦均匀的草原下垫面进行信号饱和测定,确定ZZLAS型闪烁仪的饱和界限;并于2014年9-10月,用孔径为0.15m和0.075m的ZZLAS型闪烁仪在复杂的农田下垫面对饱和界限进行验证。结果表明,ZZLAS型闪烁仪的强饱和界限为0.359,弱饱和界限为0.099。验证结果显示,在上述饱和界限条件下,孔径为0.075m的ZZLAS型闪烁仪饱和率最大,为24.58%。实验所得的饱和界限可成为ZZLAS型闪烁仪饱和判断的参考,且在此饱和界限条件下,ZZLAS型闪烁仪发生的饱和现象多属弱饱和现象,可以通过数学方法进行修正。; 张功张劲松施生锦孟平黄彬香郑宁李彦磊才其骧; 关键词：显热通量蒸散湍流强度

三江源地区冻土/非冻土期近地层能量平衡特征及其影响因子分析被引量：10: 2020年; 利用三江源地区2018年1-12月涡动相关系统的观测数据,分析该地区冻土/非冻土期内各能量分项支出分配特征和能量平衡闭合率及其影响因子,以揭示其能量平衡特征。结果表明:显热通量、潜热通量、土壤热通量变化趋势与净辐射相似,且在年尺度、日尺度上具有典型的单峰型变化,但潜热通量、土壤热通量的峰值出现时间具有滞后性。非冻土期内,显热、潜热支出以及土壤吸收的热量占总能量的比例分别为0.38、0.37、0.10;而在冻土期内,上述各能量的支出比分别为0.54、0.19、-0.01。全年能量平衡闭合率为0.69,能量平衡闭合率在冻土期和非冻土期内分别为0.63、0.74。三江源地区冻土期内显热支出为主要能量消耗方式,且在该时段内影响能量平衡闭合率的因素主要是湍流动力因子;非冻土期的能量消耗方式为潜热和显热,热力和动力因子均对能量平衡闭合率产生影响。; 张功张功韩辉邦孙守家张劲松; 关键词：能量平衡大气稳定度

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张功

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