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地表水热通量研究进展
孙睿;刘昌明
【期刊名称】《应用生态学报》
【年(卷),期】2003(14)3
【摘要】介绍了当前国内外地表水热通量观测研究的进展及 3种不同类型的土壤植被大气传输模型(SVAT) :单层模型、双层模型和多层模型 .遥感手段常用于监测大面积地表水热通量 .基于地表能量平衡方程 ,现已建立了许多遥感模型以估算水热通量 (如简化模型、单层模型、附加阻抗模型、作物缺水指数模型和二源阻抗模型等 ) 。
【总页数】5页(P434-438)
【关键词】遥感;土壤-植被-大气传输;显热通量;潜热通量;蒸散
【作者】孙睿;刘昌明
【作者单位】北京师范大学资源与环境科学系遥感与GIS研究中心;中国科学院地理科学与资源研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P426.2;TP79
【相关文献】
1.集合卡尔曼滤波同化估算地表水热通量的研究 [J], 刘翔舸;王鹏新;唐伯惠;黄健熙;陶欣
2.同化MODIS表观热惯量数据对地表水热通量的估算 [J], 王涵;孟杨繁宇;徐同仁;
刘绍民;谢先红;徐自为;朱忠礼;
3.同化 MODIS 表观热惯量数据对地表水热通量的估算 [J], 王涵;孟杨繁宇;徐同仁;刘绍民;谢先红;徐自为;朱忠礼
4.基于GOES数据和弱约束变分的地表水热通量估算 [J], 刘翔舸;黄健熙;秦军;王鹏新;徐同仁
5.喀斯特城市地表水热通量的时空变化研究 [J], 王修信;汤谷云;罗涟玲;孙涛;朱启疆
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不同土壤类型的热通量变化特征热通量是描述土壤热平衡的重要参数，其变化特征对土壤水热耦合过程、气候变化和农业生产等具有重要的影响。
本文将探讨不同土壤类型的热通量变化特征。
一、热通量的定义和计算方法热通量是指单位时间内通过单位面积的热量通量，通常以热流密度（W/m²）表示。
在土壤中，热通量是指土壤中单位时间内通过单位面积的热量通量，可表示为：H = λ(∂T/∂z)其中，H为热通量，λ为土壤热导率，∂T/∂z为土壤温度梯度。
热通量的正负表示热量的流向，正值表示热量向上流动，负值表示热量向下流动。
湿地土壤表面水分的蒸发作用对热通量分布产生很大的影响。
湿地土壤热通量比干燥土壤高，因为湿地土壤表面水分的蒸发作用使土壤表面温度降低，导致温度梯度增大。
另外，在陆地生态系统中，湿地土壤热通量的年变化较小，因为湿地土壤平均温度波动范围较小。
森林土壤的热通量主要受到植被因素和土壤温度的影响。
由于森林土壤表层常常被厚厚的枯叶覆盖物覆盖，所以森林土壤热通量较小。
同时，植被对太阳辐射的吸收和反射作用影响了森林土壤表面的热通量分布。
农田土壤的热通量受到种植作物类型、土壤水分状况、土壤类型等多种因素的影响。
种植不同作物的农田土壤热通量变化特征不同，例如小麦田和玉米田的农田土壤热通量分布存在差异。
农田土壤热通量随着土壤湿度的增加而增加，但是当土壤湿度超过一定范围，热通量反而会下降。
草原是世界上最大的生态系统之一，草原土壤热通量变化特征独特。
草原植被的类型和覆盖度对草原土壤热通量具有重要的影响。
草原土壤热通量随着草原植被覆盖度的增加而降低，因为植被的覆盖会导致太阳辐射的吸收和反射分布不均。
三、结论不同土壤类型的热通量变化特征不同，热通量的变化受到多种因素的影响。
例如，湿地土壤的热通量比干燥土壤高，森林土壤的热通量较小，农田土壤的热通量受到水分和作物类型的影响，草原土壤热通量受到植被类型和覆盖度的影响。
了解不同土壤类型的热通量变化特征，可以更好地研究土壤水热耦合过程、气候变化和农业生产等问题。
土壤热通量和潜热通量土壤热通量和潜热通量是研究土壤热力学和水文过程中重要的参数。
本文将从定义、计算方法、影响因素以及应用等方面对土壤热通量和潜热通量进行详细介绍。
一、土壤热通量的定义和计算方法土壤热通量是指单位时间内通过单位面积土壤表面的热量的流动，通常用热通量的正负来表示热量的流入或流出。
土壤热通量的计算方法可以通过测量土壤表面的温度梯度和热导率来推导。
一般来说，土壤热通量的计算公式如下：土壤热通量 = -λ * ∂T/∂z其中，λ为土壤的热导率，∂T/∂z为土壤温度梯度。
二、潜热通量的定义和计算方法潜热通量是指单位时间内通过单位面积土壤表面的水汽的潜热的流动，通常用潜热通量的正负来表示水汽的凝结或蒸发。
潜热通量的计算方法可以通过测量土壤表面的蒸发速率和水汽的潜热来推导。
一般来说，潜热通量的计算公式如下：潜热通量= ρ * Lv * Evap其中，ρ为空气的密度，Lv为水汽的潜热，Evap为土壤表面的蒸发速率。
土壤热通量和潜热通量受多种因素的影响，包括气象条件、土壤性质、植被覆盖和土壤水分等。
气象条件是影响土壤热通量和潜热通量的主要因素之一，包括太阳辐射、气温、风速和相对湿度等。
土壤性质也会对土壤热通量和潜热通量产生影响，如土壤的热导率和水分持水能力。
植被覆盖可以影响土壤热通量和潜热通量的分布，不同类型的植被会对热量和水汽的传输产生不同的影响。
土壤水分是影响潜热通量的重要因素，土壤水分的不同会导致土壤蒸发速率的差异。
四、土壤热通量和潜热通量的应用土壤热通量和潜热通量在农业、水资源管理和气候变化研究等领域具有重要意义。
在农业方面，研究土壤热通量和潜热通量可以帮助合理安排灌溉和施肥，提高农作物的生产力。
在水资源管理方面，了解土壤热通量和潜热通量的分布和变化可以帮助合理利用水资源，降低水资源的浪费。
在气候变化研究方面，土壤热通量和潜热通量是地气相互作用的重要参数，研究其变化可以帮助理解和预测气候变化。
改进的表观热惯量法反演土壤含水量吴黎;张有智;解文欢;李岩;杨树聪【摘要】Soil water content is an important indicator for monitoring agricultural drought. The thermal inertia method is one of the primary means for agricultural drought assessment in low vegetation cover. This study proposes an improved calculation of the thermal inertia model. With Agricultural Ecosystem Experimental Station of Chinese Academy of Sciences in Luancheng as a base, the authors measured the thermal inertia values with different vegetation covers and different soil water content concentrations in the experimental zone by measuring model parameters and on the apparent thermal inertia model. The purpose is to find whether the thermal inertia method is applicable to the inversion of the soil water content (NDVI threshold value). The validation results show that the monitoring of soil water content of the model is feasible with high precision when the vegetation cover is low (NDVI ≤0.35). In high vegetation cover area (NDVI >0. 35) , the thermal inertia model fails, and hence the maximum thermal inertia approach to soil water content retrieval vegetation cover (NDVI) is set at 0. 35. This method was applied to MODIS data obtained from Luancheng county, Zhaoxian county and Gaocheng city in the study area, and inversion of the area of soil water content was conducted. The results are consistent with the actual situation. Point artificial ground monitoring of soil water content yielded water content 25. 1% , and the Luancheng station model calculations yielded22.4% , suggesting good consistency. It is shown that the method has been applied well in the remote sensing data.%提出一种改进的表观热惯量计算模型,以中科院栾城农业生态系统试验站为基地,通过实测的模型参数,利用提出的表观热惯量模型计算不同植被覆盖下、不同实验区土壤含水量的热惯量值,并与土壤含水量进行相关性分析,以找到热惯量方法可以用来反演土壤含水量的适用条件(归一化植被指数NDVI的阈值).实验结果表明,该模型监测土壤含水量是可行的,在植被覆盖度较低的情况下(NDVI≤O.35)具有较高的精度,在植被覆盖度较高(NDVI ＞0.35)时,热惯量模型失效,因此用热惯量方法反演土壤含水量植被覆盖时将NDVI 阈值的最大值设为0.35.将该方法应用到MODIS数据中,以河北省栾城县、赵县、藁城市3市县为研究区,分别反演该区土壤含水量,反演结果与实际情况相符合.实地取点人工监测土壤含水量为25.1％,栾城站模型计算结果为22.4％,匹配性较好,该方法在遥感数据中得到了很好的应用.【期刊名称】《国土资源遥感》【年(卷),期】2013(025)001【总页数】6页(P44-49)【关键词】热惯量;土壤含水量;MODIS;NDVI【作者】吴黎;张有智;解文欢;李岩;杨树聪【作者单位】中国科学院研究生院,北京 100049【正文语种】中文【中图分类】TP790 引言土壤含水量的变化对土壤温度、农业墒情都会产生很大的影响，用土壤含水量来监测农业旱情是十分必要的。
估算地表热通量和近地层土壤含水量的变分方法
张述文1邱崇践 1张卫东2
1 兰州大学大气科学学院甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室，兰州， 730000
2 兰州大学核科学与技术学院，兰州， 730000
摘要
提出一种反演地表感热通量、潜热通量和近地层土壤含水量的变分方法，该方法把不同高度上的风速、位温以及湿度梯度的观测资料与Monin Obukhov相似理论计算值的偏差、土壤水分蒸发参数化方案估算的蒸发潜热与由相似理论导出值的偏差在地表能量平衡的约束下融合到一个目标泛函数中，采用最优化算法寻求问题的解。
利用2001年6月中国暴雨试验与研究项目在安徽肥西观测资料进行了数值验证，结果表明：该方法估算的通量值与Bowen比法具有很好的相关性且又能克服当Bowen比等于-1时计算通量出现的不稳定；同时能克服用廓线法求解热通量与地表能量平衡条件有较大出入的缺点。
对观测误差的敏感性试验也表明变分方法是3类方法中最稳定的。
反演的近地层土壤含水量对降水具有很好的响应并与观测的0—15 cm深度上平均土壤湿度的变化趋势具有很好的一致性，其绝对偏差小于0.03 m3/m3。
关键词：土壤含水量，感热通量，潜热通量，变分方法。
初稿时间：2006年1月13日；修改稿时间：2006年4月20日。
资助课题：国家自然科学基金项目（40475012），国家重点基础研究发展规划项目(2001CB309404)。
作者简介：张述文，主要从事陆面过程及数据同化方法研究。
Email: zhangsw@。
土壤含水量空间变异性的频域分析方法作者：杨卫中王一鸣李保国摘要：基于频域法分析理论原理，给出了基于二维信号采样与重建的频域法插值公式，对土壤特性的空间变异性进行表征。
对一块麦田采用20m×20m的网格进行土壤含水量采样，利用频域法对15×15个采样值进行分析，结果表明含水量分布的有效带宽为0.01，说明空间变异主要由周期大于100m的频率分量组成；通过改变采样间距的"重采样"方法，从原始采样数据中抽取采样间隔为40m×40m和60m×60m样本数为8×8和5×5的两组数据，分别用频域法和Kriging法插值。
比较两种插值结果的分布图和统计特征值，结果显示Kriging法平滑效应明显而频域法插值能更好的表现空间变异性，二者的插值精度基本相同，因此频域法优于Kriging插值。
关键词：频域法；空间变异；地统计学；有效带宽；土壤含水量；Kriging中图分类号：S126；S152.7文献标识码：A文章编号：0559-9350(2011)05-0580-08 Frequency-domain analysis of spatial variability of soil properties YANG Wei-zhong，WANG Yi-ming，LI Bao-guo Abstract：Frequency-domain analysis was employed in investigating the spatial distribution of soil properties.The concept of effective bandwidth was presented to express the spatial variability of soil properties quantitatively.Frequency-domain method interpolation formula based on the theory of two-dimensional signal sampling and reconstruction was presented.A measurement of soil moisture sampling value in awheat field under20m×20m sampling grid was carried out，and the frequency-domain method was used to analyze the 15×15 soil moisture sampling value.The results show that the effective bandwidth of the wheat field equal to 0.01，it means that the spatial distribution of soil moisture is mainly composed of the frequency components in the period of more than 100m.Then，re-sampling technique was employed in the original sampling data with changing samplin ginterval to 40m×40m and 60m×60m to extract two data sub-sets of 8×8 and 5×5.The sub-sets were used in frequency-domain interpolation and Kriging interp parison of the soil moisture distribution profile and statistical characteristics of twointerpolation method shows that the smoothing effect of Kriging method cover up some detail of the spatial variability，two methods are basically the same in interpolation accuracy，and frequency-domain method is better than Kriging method.Key words：Frequency-domain analysis；spatial variability；effective bandwidth；soil moisture；Kriging自20世纪70年代以来，土壤特性空间变异的量化研究一直是研究热点[1]。
4.4 土壤中水热的耦合运移（Coupling transport of water and heat in soils） 1、土壤中水分运动及含水量分布是和热流及温度分布相互联系的。
土壤中热流分析计算是以土壤水分运动作为条件或前提的。
2、土壤中热流及温度分布反过来也对水流运动有影响。
（1）由于温度场的存在产生温度势；（2）温度的变化亦会引起土壤水分中溶质的情况变化。
但在一般条件下，通常忽略温度变化对水分运移的影响，而将水分运动和热流运动单独求解。
在冻融条件下，土壤中的水分一部分为液态，另一部分为固态（冰）。
此时，土壤水分的运动强烈受到热量交换的影响。
此时，必须耦合求解水分和热流方程。
4.5 土壤温度的变化规律特定地区地表土壤温度以年为变化周期，一年当中各出现一次最高温度和最低温度时期。
深度每增加1 m，最高（或最低）地温出现的时间推迟20~30 d。
并且随着深度的增加，土壤温度年变化幅度迅速减小。
土壤深度达到某一深度时，土壤温度季节性变化消失，此深度称为恒温层。
恒温层深度在低纬度地区仅5~10 m，中纬度地区约为15~20 m，而在高纬度地区约为20 m。
土壤温度日变化与年变化相似，随着深度的增加，土壤温度的变化呈滞后现象；且土壤深度越大，温度变化幅度越小。
土壤温度年变化和日变化规律近似于正弦曲线的周期性波动2π T ( z , t = Tave + Az sin[ t + φ ( z ] Δ 影响土壤温度变化的因素太阳辐射能天文及气象因素，如与太阳辐射能量有关的纬度；季节及昼夜交替；大气成分、密度及其浑浊程度；云层高度和厚度；降雨以及与蒸发有关的风速、气压等。
土壤机械组成及性质，如与土壤热容量、导热率和热扩散率等热特征参数有关的土壤质地、土壤含水量、土壤有机质。
地理位置，如海拔高度、地形方位（坡度、坡向）。
土壤表面状况，如地表植物覆盖情况、土壤颜色以及土壤平坦度。
土壤温度的调节人工覆盖以水调温耕作。
作者： 任图生
作者机构： 中国农业大学资源与环境学院
出版物刊名： 科学中国人
页码： 42-42页
年卷期： 2010年 第4期
主题词： 土壤水分含量 土壤热惯量 通用 估算 土壤结构 地球表面 土壤特征 气泡密度
摘要：遥感是一种有前景的获取地球表面信息的技术。
遥感热惯量已经被证明可以用于绘制土壤水分含量。
然而．利用遥感热惯量估算土壤水分含量需要得到土壤热惯量和水含量的通用关系。
我们以土壤热惯量与水分含量之间的函数建立了一个新模型。
该模型需要有效的土壤特征，如土壤结构和气泡密度。
热惯量的热脉冲量是以水分含量为变量的函数．通过九种不同结构的土壤的分析产生一个通用Kerstan方程。
两种估算浅层土壤热参数及热通量的方法对比安可栋;王文科;王周峰;杨泽元;陈立;张在勇【摘要】土壤热参数对估算地表热通量和研究地表能量平衡具有重要的意义.基于土壤温度实测资料,利用谐波法和热传导对流法估算了浅层土壤热扩散率,进而计算了土壤热通量的值,并将结果与热通量板观测值进行对比,验证了这两种方法的可靠性.结果表明:谐波法和热传导对流法估算的风积沙热扩散率结果均比较合理;谐波法能够较好地模拟土壤剖面温度,而热传导对流法的模拟结果较差;谐波法会低估白天热通量最大值和晚上热通量最小值,而热传导对流法能够较好地模拟夜间的土壤热通量.【期刊名称】《南水北调与水利科技》【年(卷),期】2015(013)006【总页数】4页(P1143-1146)【关键词】温度;谐波法;热传导对流法;热扩散率;土壤热通量【作者】安可栋;王文科;王周峰;杨泽元;陈立;张在勇【作者单位】长安大学环境科学与工程学院,西安710054;旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,西安710054;长安大学环境科学与工程学院,西安710054;旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,西安710054;长安大学环境科学与工程学院,西安710054;旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,西安710054;长安大学环境科学与工程学院,西安710054;旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,西安710054;长安大学环境科学与工程学院,西安710054;旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,西安710054;长安大学环境科学与工程学院,西安710054;旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,西安710054【正文语种】中文【中图分类】S812试验观测站位于陕西省西安市长安大学渭水校区,试验区设置圆柱形玻璃钢观测井一个,直径为1 m,井中水位埋深为 2m。
试验介质取自陕北毛乌素沙地的均质风积沙[20],含水率为0.07～0.34 m3/m3,干容重为1.52 mg/m3。
第二节 土壤热通量和土温一、影响土壤温度的因素 （一）土壤表面热量的收支土温的变化首先决定于土壤表面热量的收支状况。
地面的热量收支可用地面热量平衡方程来表示。
即B ＝LE+P+Q S （3－3） 式中B 为净辐射；P 为感热通量；LE 为潜热通量，E 为蒸发或凝结量，L 为蒸发或凝结耗热量（蒸发或凝结潜热），约等于2.5⨯106J/kg ， Q S 为土壤热通量。
将（3—3）式改写为： Q S ＝B-LE+P （3－4）感热通量（P ）：地面和大气间，在单位时间内，沿铅直方向通过单位面积流过的热量。
单位为：W/m 2或cal/(cm 2·min)。
土壤热通量（Q S ）：单位时间、单位面积上的土壤热交换量。
白天，净辐射B 为正值（日出后40-60分钟），一部热量消耗于LE 上，一部热量消耗于P 上，余下的热量进入土壤；夜间(日落前60-90分钟)，净辐射B 为负值，由LE 、P 和Q S 来补偿，土壤热通量方向与白天相反，也就是地面失去热量。
Q S 值的方向和大小，决定了土壤得失热量的多少，它直接影响到土壤温度的高低和变化。
由公式Q S ＝B-LE-P 可见，如果LE 和P 一定时，Q S 的值由净辐射B 值所决定。
净辐射绝对值愈大，地面得热或失热愈多，土温变化可能愈大。
如果B 值一定时，土壤愈潮湿，LE 增大，Q S 值减小，土温变化可能较缓和，感热通量值减小，气温变化也较缓和；土壤愈干燥，LE 减小，Q S 值增大，土温变化可能愈大，感热通量相应增大，气温变化愈大。
（二）土壤热属性当Q S 一定时，土温的高低和变化则决定于土壤热特性，如热容量、导热率和导温率。
土壤热容量和导热率愈大，土温变化则缓和；反之，土温变化较剧烈。
因此，土温的高低和变化主要决定于土壤的热收支和土壤热属性。
所以，所有影响土壤热收支和土壤热特性的因子都会影响到土温的高低和变化。
这些因子有纬度、季节、太阳高度、天气状况、斜坡方位和坡度、海拔高度、土壤种类、颜色、质地、土壤湿度和孔隙度、地面有无植物或其他覆盖物等等。
地表净热通量
地表净热通量是指单位时间内单位面积地表的净热通量，也就是地表向大气层传递能量的速率。
它包括地表和大气层间的一系列热传递过程，如辐射、对流和潜热等。
地表净热通量对大气和地表的热量平衡及气溶胶的分布、气候变化等都具有重要的作用。
地表净热通量的测量方法有多种，常用的有波动相关法、平衡法和直接测量法等。
波动相关法是目前最为常用的方法。
它依靠测量地表热通量和水汽通量的波动来计算地表净热通量。
平衡法是通过测定两个独立的平衡状况之间的能量变化来估算净热通量，该方法技术要求较高，应用范围有限。
直接测量法则是通过在地表放置一组热通量计，直接测量净热通量。
但它受到地面微气象条件和设备本身等因素的影响较大。
地表净热通量的变化随着气候和环境的变化而发生变化。
例如，地表净热通量的大小和分布受到地形和植被的影响。
在无植被的地表，太阳辐射基本全部吸收，大部分被转化为热通量，但只有少部分能够传递到大气层。
相反，在有植被的地表，太阳辐射被部分吸收，大部分被植物吸收后通过蒸腾作用释放到大气层中。
因此，不同地形、不同植被类型和覆盖度对地表净热通量的分布和大小产生较大的影响。
总之，地表净热通量是衡量地表和大气层热平衡的重要指标，也是研究气候和环境变化的重要内容。
开展净热通量的监测和研究，对于加深我们对气候和生态系统的了解，推动可持续发展具有重要意义。
两种土壤温度算法的对比分析代成颖;高志球;王琳琳;范俊红【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2009(33)1【摘要】为了定量理解黄土高原土壤的物理特性和过程, 为进一步提高陆面模式对该地区地表能量平衡模拟能力奠定基础, 本文利用2005年黄土高原陆面过程试验中7月22～26日期间裸土地表观测站土壤温度观测资料, 采用热传导 (结合数学拟合法)、热传导-对流两种方法分别计算了该地区土壤热扩散率.本文还利用热传导-对流方法计算0.05～0.1 m浅薄土壤层的热扩散率垂直梯度与水通量密度之和, 其值介于0.80×10-6～2.43×10-6m/s之间.在此基础之上, 以0.05 m深度的土壤层为上边界, 分别利用上述两种方法模拟0.10 m深度的土壤层温度, 结果表明: 由于忽略土壤的垂直不均匀性和水分的垂直运动而只考虑热传导过程, 热传导方法不仅高估了土壤温度振幅, 而且高估了位相的延迟.而热传导-对流方法对温度振幅和位相的模拟值与实际观测值吻合较好, 白天 (北京时间08:00～20:00) 的温度模拟值相对测量值的平均误差、标准差和归一化标准差分别为0.19 K、 0.18 K和0.08%.【总页数】10页(P135-144)【作者】代成颖;高志球;王琳琳;范俊红【作者单位】中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点试验室,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点试验室,北京,100029;中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点试验室,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100049;河北省气象局,石家庄,050021【正文语种】中文【中图分类】P461【相关文献】1.两种算法模拟炸药撞击响应特性的对比分析 [J], 章猛华;阮文俊;余永刚2.最大团问题两种确定性算法对比分析 [J], 李永彬3.两种大规模燃耗链求解算法对比分析 [J], 谭杰;张鹏4.两种改进的谱减降噪处理算法对比分析 [J], 吕军辉5.绳索落地问题的两种算法对比分析 [J], 高彩云因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
地表热通量计算
地表热通量是指单位时间内通过地表的热量通量，通常用单位面积的热通量来表示。
它是研究地球能量平衡和气候变化的重要指标之一。
计算地表热通量需要考虑地表辐射、土壤热通量、潜热通量等多个因素的影响。
地表辐射是指太阳辐射和地球辐射通过地表的热量通量，可以通过测量太阳辐射和地表温度来计算。
土壤热通量是指土壤表面的热量通量，包括土壤的传导热通量和对流热通量。
潜热通量是指水分蒸发和凝结释放的热量通量，可以通过测量蒸发量和湿度来计算。
计算地表热通量的方法包括直接法、间接法和模型法。
直接法是通过在地表上放置温度和湿度传感器来测量地表热通量；间接法是通过测量地表辐射、土壤热通量和潜热通量来计算地表热通量；模型法则是基于地球物理模型和气象模型来模拟地表热通量。
总之，地表热通量的计算是地球物理学、气象学和环境科学的重要研究内容，它对于理解地球能量平衡、气候变化、农业生产等都具有重要意义。
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土壤热量通量和蓄热量的计算原理与方法研究
郭绍存;杜秀贤;等
【期刊名称】《内蒙古气象》
【年(卷),期】1994(000)006
【摘要】土壤热量通量和蓄热量的计算原理与方法研究郭绍存，杜秀贤，梁秀婷（内蒙古自治区气象科研所）利用土壤热传导方程推导出的式（６），又经图解积分法再次推导而成的式（１０），连同公式（７）分别是计算０─２０厘米深土壤表层某时段内平均热量通量和相应时段内总蓄热量...
【总页数】4页(P20-23)
【作者】郭绍存;杜秀贤;等
【作者单位】内蒙古自治区气候科研所;内蒙古自治区气候科研所
【正文语种】中文
【中图分类】S157
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1.热带西太平洋海-气热量通量研究 II.热带气旋状况下海-气热量交换的特征 [J],
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估算地表热通量和近地层土壤含水量的变分方法
张述文1邱崇践 1张卫东2
1 兰州大学大气科学学院甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室，兰州， 730000
2 兰州大学核科学与技术学院，兰州， 730000
摘要
提出一种反演地表感热通量、潜热通量和近地层土壤含水量的变分方法，该方法把不同高度上的风速、位温以及湿度梯度的观测资料与Monin Obukhov相似理论计算值的偏差、土壤水分蒸发参数化方案估算的蒸发潜热与由相似理论导出值的偏差在地表能量平衡的约束下融合到一个目标泛函数中，采用最优化算法寻求问题的解。
利用2001年6月中国暴雨试验与研究项目在安徽肥西观测资料进行了数值验证，结果表明：该方法估算的通量值与Bowen比法具有很好的相关性且又能克服当Bowen比等于-1时计算通量出现的不稳定；同时能克服用廓线法求解热通量与地表能量平衡条件有较大出入的缺点。
对观测误差的敏感性试验也表明变分方法是3类方法中最稳定的。
反演的近地层土壤含水量对降水具有很好的响应并与观测的0—15 cm深度上平均土壤湿度的变化趋势具有很好的一致性，其绝对偏差小于0.03 m3/m3。
关键词：土壤含水量，感热通量，潜热通量，变分方法。
初稿时间：2006年1月13日；修改稿时间：2006年4月20
资助课题：国家自然科学基金项目（40475012），国家重点基础研究发展规划项目(2001CB309404)。
作者简介：张述文，主要从事陆面过程及数据同化方法研究。
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