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本文利用NDVI遥感资料结合地面气象资料,通过CH-NDVI参数化方案估算西北地区春季地表感热。由于遥感资料的高分辨率,本文将气象要素与海拔高度拟合,计算对应点上的地气温差及空气密度,地面风速通过克里金插值办法得到,进而得到西北地区沙漠、戈壁下垫面区域的春季地表感热,对拟合得到的感热与站点上地表感热进行比较,分析其异同。接着以西北地区站点的地表感热为研究,分析春季感热气候特征,并通过分析该地区气象要素的气候特征及其与感热的关系以及气象要素的变化对感热变化的贡献情况,研究西北地区春季感热变化的气象影响因子,最后分析春季感热异常年对应的大气环流及海温的变化,探索感热变化的外界影响因子。以期为气候预测研究的发展提供了理论根据。主要结论如下:
⑴绿洲和戈壁下垫面上CH值具有显著季节及年变化,沙漠上CH值的季节及年变化很小。近25年春季绿洲下垫面CH值在2.48×10-3~3.14×10-3之间;戈壁下垫面CH值在1.88×10-3~2.00×10-3之间;沙漠下垫面CH值的年际变化不显著,值在3.4×10-3左右。
⑵拟合得到的地表感热与未拟合得到的感热,在分布形势及变化趋势上基本一致,即1980年代~1990年代末期感热呈减小趋势,2000~2006年感热呈增大趋势,拟合值略大于站点平均感热。
⑶西北大部分地区春季地表感热为正值,具有显著的年代际差异,感热的强度及变化情况存在明显的地域差异。内蒙古的西部和新疆的东部至青海的西北部有较强感热输送,陕北高原和陇中高原地区感热输送较小。近25年春季感热减弱的区域在新疆西北部、哈顺戈壁至库姆塔格沙漠、塔克拉玛干沙漠的东北部至柴达木盆地、腾格里沙漠至库布齐沙漠地区;感热增强的区域在北塔山至吐鲁番区域、南疆西部、北山至祁连山、宁夏至甘肃榆中一带。
⑷气象要素的变化一定程度上影响地表感热变化。西北地区降水量与感热呈负相关关系,日照时数与地表感热总体呈正相关,相对湿度与感热大体呈负相关。南疆、准噶尔盆地的西北部、北山、陇中高原、库不齐沙漠至腾格里沙漠附近的地表感热变化主要以地面风速影响;新疆的北部、中央戈壁、宁夏北部及南部地区、甘肃的北部的地表感热主要以地气温差影响;准噶尔盆地、天山附近、柴达木盆地的东部、河西走廊至陕北高原一带,南疆及内蒙古的部分地区的地气温差和地面风速对地表感热的影响同等重要。西北地区春季地表感热的年代际变化及突变情况与前冬季风速的变化特征基本一致。
⑸西北地区春季感热异常年,大气环流及海温出现显著变化。我国西北地区上空位势高度偏高(低),东亚大槽加强(减弱),东亚中高纬度经向度加大(减小),西北地区上空的温度场偏低(高),偏东北风(西风)距平气流异常,利(不利)于北方干冷气流向西北地区输送,中国东部偏北(南)风气流异常,不(有)利于海上水汽向北输送,西北地区上空出现下沉(上升)气流距平异常,不(有)利于该地区的春季降水,从而使该地区地表感热增强(减弱)。春季感热与前冬季及同期的西北太平洋海温存在负相关,西北太平洋海温偏低(高),海水的蒸发较小(大),不(有)利于洋面上的水汽向陆地输送,我国西北地区东部及华北降水偏少(多),使得西北地区感热偏强(弱)。