青藏高原典型下垫面通量印痕特征分析

来源：高原气象杂志2023年第5期北京时间：

作者：王紫昕,仲雷,马耀明,傅云飞

单位：1. 中国科学技术大学地球和空间科学学院，安徽 合肥 230026 ;2. 中国科学院比较行星学卓越创新中心，安徽 合肥 230026 ;3. 江苏省气候变化协同创新中心，江苏 南京 210023 ;4. 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统科学国家重点实验室地气作用与气候效应团队，北京 100101 ;5. 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 100049 ;6. 兰州大学大气科学学院，甘肃 兰州 730000 ;7. 西藏珠穆朗玛特殊大气过程与环境变化国家野外科学观测研究站，西藏 定日 858200 ;8. 中国科学院加德满都科教中心，北京 100101 ;9. 中国科学院中国-巴基斯坦地球科学研究中心，伊斯兰堡 45320

摘要：下垫面的非均匀性影响地气通量观测的准确性和代表性， 青藏高原复杂下垫面通量印痕分布的研究对地气相互作用的观测、 模拟及其天气气候影响均具有重要意义。印痕分析是研究通量观测信息空间代表性的重要方法， 通量印痕模型FFP（Flux Footprint Prediction）为计算通量印痕提供了一种行之有效的方法。基于西藏珠穆朗玛大气过程与环境变化国家野外科学观测研究站、 阿里荒漠环境综合观测研究站、 西藏纳木错高寒湖泊与环境国家野外科学观测研究站、 慕士塔格西风带环境综合观测研究站和藏东南高山环境综合观测研究站5个台站2013年观测数据， 利用FFP模型对通量印痕进行了模型参数敏感性分析， 探讨了不同站点通量印痕分布的时空特点、 具体影响因素， 进而对观测台站架设提供指导。研究结果表明， 通量印痕的主要影响因素为观测高度、 风速、 风向， 下垫面类型为常绿针叶林的林芝站对观测高度、 行星边界层高度较其他台站敏感。在青藏高原， 使用三维超声风速仪观测数据得到的通量印痕的空间尺度为250~500 m。5个台站中珠峰站白天稳定层结时次最少， 占白天数据点的15.69%， 阿里站夜间不稳定层结时次最少， 占夜间数据点的13.32%。在青藏高原5个台站夜间通量印痕比白天通量印痕范围更广、 面积更大； 夏季由于季风的影响， 通量印痕轴线更趋向一致； 纳木错站湖陆风是影响通量印痕的主要因素， 珠峰站冰川风是影响通量印痕的主要因素， 林芝站在5个站点中年平均风速最小， 通量印痕最小， 在5个站点中观测代表性最佳。为提高观测数据代表性， 可考虑在珠峰站、 纳木错站降低观测仪器高度。

关键词：青藏高原,通量印痕,FFP模型

基金资助：青藏高原第二次综合科学考察研究项目(2019QZKK0103),中国科学院A类战略性先导科技专项(XDA20060101),国家自然科学基金项目(41875031)