««ИЗВЕСТИЯ ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА». СЕРИЯ «НАУКИ О ЗЕМЛЕ»
«IZVESTIYA IRKUTSKOGO GOSUDARSTVENNOGO UNIVERSITETA». SERIYA «NAUKI O ZEMLE»
«THE BULLETIN OF IRKUTSK STATE UNIVERSITY». SERIES «EARTH SCIENCES»
ISSN 2073-3402 (Print)

Список выпусков > Серия «Науки о Земле». 2019. Том 30

Параметризация скрытого и явного потоков тепла в стратифицированном слое воздуха над растительной поверхностью

Автор(ы)
Л. В. Козырева, А. В. Доброхотов
Аннотация

Целью работы является валидация и апробация метода оценки скрытого и явного потоков тепла в дневное время над растительной поверхностью и оценка влияния стратификации приземного слоя воздуха на точность расчетов. Метод расчета скрытого потока тепла включает анализ показателей термической устойчивости с использованием масштаба Монина – Обухова, который определяется методом итераций на основании данных экспериментальных измерений. Валидация расчетов проведена по данным кросс-ковариационных измерений потоковой станции, расположенной в штате Небраска (США). Индекс эффективности модели (критерий Нэша – Сатклиффа) для скрытого потока тепла без стратификации – 0,55, со стратификацией – 0,80; индекс согласия Вильмотта – 0,91 и 0,96; среднеквадратическое отклонение – 102,6 и 68,7 Вт/м2 соответственно. Индекс эффективности модели (критерий Нэша – Сатклиффа) для явного потока тепла без стратификации –1,34, со стратификацией – 0,37; индекс согласия Вильмотта – 0,76 и 0,88; среднеквадратическое отклонение 102,4 и 53,3 Вт/м2 соответственно. Апробация метода проведена над посевами сельскохозяйственных культур Ленинградской области при различных условиях стратификации.

Об авторах

Козырева Людмила Владимировна, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, Агрофизический научно-исследовательский институт, Россия, 195220, г. Санкт- Петербург, Гражданский пр., 14, тел.: 8 (812) 534-13-24, e-mail: 4ludak@gmail. com 

Доброхотов Алексей Вячеславович, научный сотрудник, Агрофизический научно- исследовательский институт, Россия, 195220, г. Санкт- Петербург, Гражданский пр., 14, тел.: 8 (812) 534-13-24, e-mail: dobralexey@gmail.com

Ссылка для цитирования

Козырева Л. В., Доброхотов А. В. Параметризация скрытого и явного потоков тепла в стратифицированном слое воздуха над растительной поверхностью // Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о Земле. 2019. Т. 30. С. 26–37. https://doi.org/10.26516/2073-3402.2019.30.26

Ключевые слова
скрытый поток тепла, явный поток тепла, стратификация, масштаб Монина – Обухова, параметризация
УДК
551.511.6
DOI
https://doi.org/10.26516/2073-3402.2019.30.26
Литература

Братсерт У. Х. Испарение в атмосферу. Л. : Гидрометиздат, 1985. 352 с. 

Будаговский А. И. Испарение почвенной влаги. М. : Наука, 1964. 242 с. 

Доброхотов А. В. Определение пространственного распределения суммарной радиации в зависимости от типов и количества облачности с использованием спутниковых данных фактора мутности Линке и цифровой модели рельефа // Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). 2018. Т. 23, № 4. С. 33–45. 

Монин А. С., Обухов. А. М. Безразмерные характеристики в приземном слое атмосферы // Доклады АН СССР. 1953. Т. 93, № 2. С. 223–226. 

Монин А. С., Обухов. А. М. Основные законы турбулентного перемешивания в приземном слое атмосферы // Тр. Геофизического института Академии наук СССР. 1954. № 24(151). С. 163–187. 

Akylas E., Tombrou M. Interpolation between Businger-Dyer formulat and free convection forms: a revised approach // Boundary-Layer Meteorology. 2005. Vol. 115. P. 381–398. 

Allen R. G., Tasumi M., Trezza R. Satellite-based energy balance for mapping evapotranspiration with internalized calibration (METRIC)-Model // Journal of irrigation and drainage engineering. 2007. Vol. 133, N 4. P. 380–394. 

Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop water requirements / R. G. Allen, L. S. Pereira, D. Raes, M. Smith. Rome, FAO Irrigation and Drainage Paper, 1998. N 56. 326 p. 

FLUXNET: A new tool to study the temporal and spatial variability of ecosystem-scale carbon dioxide, water vapor, and energy flux densities / D. Baldocchi [et al.] // Bulletin of the American Meteorological Society. 2001. Vol. 82, N 11. P. 2415–2434. 

Beljaars, A. C. M., Holtstag, A. A. M. Flux parameterization over land surfaces for atmospheric modelb// Journal of Applied Meteorology. 1991. Vol. 30. P. 327–341. 

Bowen I. The ratio of heat losses by conduction and by evaporation from any water surface // Physics Review. 1926. Vol. 27. P. 779–787. 

Burba G. Eddy Covariance Method for Scientific, Industrial, Agricultural and Regulatory Applications: A field book on measuring ecosystem gas exchange and areal emission rates. LI-COR Biosciences, 2013. 332 p. 

Monitoring evapotranspiration in an agricultural field and determination of irrigation rates and dates by automated mobile field agrometeorological complex / A. E. Efimov, Yu. R. Sitdikova, A. V. Dobrokhotov, L. V. Kozyreva. Water Resources. 2018. Vol. 45, N 1. P. 133–137. 

Gavilán P., Berengena J. Accuracy of the Bowen ratio-energy balance method for measuring latent heat flux in a semiarid advective environment // Irrigation Science. 2007. Vol. 25, N 2. P. 127–140. 

Evaluating parameterizations of aerodynamic resistance to heat transfer using field measurements / Sh. Liu, L. Lu, D. Mao, L. Jia // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2007. Vol. 11. P. 769–783. 

Pagowski M. An iterative solution of flux-profile relationships in the surface layer for regional model applications // Atmospheric environment. 2006. Vol. 40. P. 6892–6897. 

Paulson C. A. The mathematical representation of wind speed and temperature profiles in the unstable atmospheric surface layer // Journal of Applied Meteorology. 1970. Vol. 9. P. 857–861. 

Assessment of reliability of Bowen ratio method for partitioning fluxes / P. J. Perez, F. Castellvi, M. Ibanez, J. I. Rosell // Agricultural and Forest Meteorology. 1999. Vol. 97, N 3. P. 141–150. 

Su Z. The Surface Energy Balance System (SEBS) for estimation of turbulent heat fluxes // Hydrology and earth system sciences. 2002. Vol. 6, N 1. P. 85–100.

Suyker A. AmeriFlux US-Ne1 Mead-irrigated continuous maize site. AmeriFlux. University of Nebraska-Lincoln, 2016. 

Vernof A., De Bruin H. A. R., Van Den Hurk J. J. M. Some Practical Notes on the Parameter kB-1 for Sparse Vegetation // Journal of Applied Meteorology. 1997. Vol. 36. P. 560–572. 


Полная версия (русская)