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科研进展

寒旱所开展荒漠地区地表反照率与土壤湿度相关性研究

发表日期:2011-10-09来源:寒区旱区环境与工程研究所放大 缩小

地表反照率(surface albedo)是地表辐射平衡中的重要参数,表征地表对太阳短波辐射(0.3~3 μm)的吸收和反射能力,对某特定地表而言,一般定义为总反射辐射通量与入射辐射通量之比。

一般认为地表反照率主要受下垫面特征、太阳高度角、天气状况和土壤湿度等因素的影响。地表反照率和土壤湿度是调节地表大气界面水分和热量输送的两个重要的控制因子。土壤湿度则通过影响潜热通量间接对地表辐射平衡起作用。地表反照率与土壤湿度也是陆面过程模式中的两个重要参数,二者的相关性问题一直是该模式研究中的关键问题之一。但由于受特定地表、土壤性质或其他因素的影响,尚无统一模型能准确地反映地表反照率和土壤湿度之间的变化关系。

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙坡头沙漠试验研究站科研人员分别对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区流动沙丘和1964年建植的人工固沙植被区生物土壤结皮的地表反照率和土壤湿度进行了同步测定并分析了该区两种地表类型的反照率与太阳高度角和土壤湿度的相关性,分别提出了地表反照率与太阳高度角和土壤表层(0~2 cm)湿度的经验拟合关系式。研究结果表明,地表反照率随太阳高度角增加呈指数递减;排除太阳高度角的影响后,地表反照率随土壤湿度的增加也呈指数递减关系;流沙地表反照率对土壤湿度变化的响应要比生物土壤结皮地表敏感。该项研究对研究荒漠地表的水热变化、陆面过程的描述具有重要意义。

该项研究受到中国科学院“西部之光”人才培养计划“联合学者”项目、国家自然科学基金项目(40871051)共同资助;研究成果发表于《中国沙漠》(2011,31(5))。
生物土壤结皮和流沙的地表反照率随土壤湿度变化对比图
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