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青藏高原平均高度在海拔4000米以上,高原地面吸收大量的太阳辐射能,加上高大地形的动力影响,其能量和水分循环对亚洲季风的形成与演化具有十分重要的作用。进一步理解青藏高原陆面过程是改善全球环流模式(GCM)对亚洲季风以至全球天气和气候预报效果的关键。“全球能量水分循环-亚洲季风青藏高原试验”(GEWEX-GAME/Tibet)的实施及后续研究工作的开展,对青藏高原陆面过程研究做出了重要的贡献。陆面过程主要通过陆气之间的能量、动量和水汽交换影响天气和气候。高原非均一的下垫面,不仅导致了地表能量分量的非均一,而且下垫面特征的改变对近地层气象要素场有重要影响。地表温度在陆-气相互作用过程中扮演了极其重要的角色,而地表温度取决于土壤热传输过程,主要包括:热传导和热对流。与热量交换直接相关的土壤热扩散率和液态水通量密度的研究得到了众多学者的关注,Gao等指出,土壤温度的变化既和土壤热传导有关也和由土壤里液态水的垂直运动引起的热对流有关,他们不仅给出了热传导和热对流耦合的一维热传导.对流方程,解出了方程的解析解。而且从能量的角度进一步验证了Gao方法的可靠性。本文利用GAME/TIBET实验1998年8个土壤湿度、温度测量系统(SMTMS)观测站和安多大气和土壤多学科综合观测站(PBL)资料,采用同时考虑热传导和热对流的Gao方法研究青藏高原的土壤热扩散率、液态水通量密度及土壤中液态水的垂直运动对安多地区能量平衡的影响。得到以下主要结论:1、利用0.04m和0.20m深度两层土壤温度资料计算得到青藏高原的土壤热扩散率k=0.17×10-6m2·s-1~9.78×10-6m2·s-1和液态水通量密度W=-5.66×10-6m·s-1~3.59×10-5m·s-1。平均而言,青藏高原8个SMTMS站1998年k值由小到大的顺序为:Tuotuohe<Amdo<Noda<Ms3608<Wadd<D66<D110<Ms3637,W值由小到大的顺序为:Tuotuohe<D110<Noda<Amdo<D66<Wadd<Ms3608<Ms3637,其中Tuotuohe站k、W值均为最小,Ms3637站k、W值均为最大。各站据其k、W值变化情况可分为三类:Tuotuohe、Amdo、Noda和Ms3608站值较小,Ms3637和D110站值较大,Wadd和D66站值介于二者之间。总体来说各站k、W都不随θ变化,但当θ处在各站体积含水量较小值时,各站k、W都随着θ的增加有某种程度的减小。6月份的结论与整个时间段结论一致。2、利用0.05m、0.10m和0.20m深度三层土壤温度资料计算得到安多地区的土壤热扩散率k=0.07×10-6m2·s-1~2.20×10-6m2·s-1和液态水通量密度W=-2.72×10-6m·s-1~2.53×10-5m·s-1。结果表明:k平均值在三层之间是先减小后增大;W平均值是随着深度增加而减小,k、W垂直方向上不同性,这反映了不同深度土壤层热力学特征的差异,是土壤热性质不均匀性的一种体现;峰值概率处的k值和W<0的出现概率均随着深度增加而增大;其中0.125m深度作为中间层,其k、W分布异于浅层和深层,所以多梯度地表温度观测对研究土壤热性质是十分必要的;总体来说k、W都不随θ变化,但当θ范围在10%-25%时,k、W都随着θ的增加而减小:安多两数据库计算结果一致。3、传统方法得到的能量闭合率为0.53,而Gao方法得到的能量闭合率为0.72,可见研究土壤热状况必须考虑土壤中水分垂直运动一起的热量垂直输送。