大型浅水湖泊与大气之间的动量和水热交换系数——以太湖为例

• 作者: 刘寿东 张雪松 徐向华 李旭辉 李永秀 江晓东 王伟 肖薇 胡凝
• 来源期刊: 湖泊科学
• 关键词: 水-气交换系数 动量通量 热量通量 水汽通量 水面蒸发 太湖
• 年，卷（期）: 2012,（6）
• 页码范围: 932-942
• 页数: 11页
• 字数: 6714字
• 语种: 中文

摘要

湖泊水面与大气之间垂直方向的动量、水汽和热量通量与风速、湿度和温度梯度之间存在比例关系,因此在湖泊水气相互作用研究中,这比例系数(交换系数)是关键因子.在以往的研究中,交换系数通常直接采用水面梯度观测法或海洋大气近地层的参数化方案进行计算本文采用涡度相关系统和小气候系统仪器在太湖平台上直接观测的通量和气象要素,对上述交换系数(最小均方差原则)进行优化,结果为:动量交换系数CDION=1.52×10-1、水汽变换系数CEION=0.82×10-3、热量交换系数CHION=1.02×10-3,与其他内陆湖泊涡度相关观测数据的推导结果一致.本文的研究结果表明:与海洋参数化方案相比,在相同的风速条件下,湖面的空气动力学粗糙度比海洋高,这可能是由于受到水深的影响；如果采用海洋参数化方案,会导致湖泊年蒸发量的估算值偏大40％.太湖的动量、水汽和热量交换系数可以视为常数,可以不考虑稳定度和风速的影响.这是因为本文中83％的数据为近中性条件.敏感性分析表明:如果考虑稳定度的影响,LE模拟值的平均误差降低了0.5 W/m2,H的平均误差降低了0.4 W/m2,u*的计算值没有变化；如果考虑风速的影响,u*模拟值的平均误差降低了 0.004 m/s,LE的平均误差升高了1.3 W/m2,H的模拟结果几乎不受影响.这一结果能为湖气相互作用研究提供参考.