森林下垫面大气边界结构和湍流输送研究

在中国科学院长白山森林生态系统网络定位站森林冠层上下进行了湍流、温、湿、风廓线、热量平衡、辐射平衡的系统观测。首次计算、分析了森林冠层上下湍流谱结构和耗散率。发现在惯性副区，不同大气稳定度条件下，归一化湍流谱仍遵从-2/3指数规律；森林冠层内的峰值频率比典型草原下垫面高1至2个数量级，揭示了森林冠层在湍涡输送过程中的破碎作用。同时发现，在冠层上湍流变是各向异性的，而在冠层内则是近各向同性的，及森林冠层上下湍流能量耗散率比典型草原和牧场大的物理现象。发展了森林下垫面水分与能量传输模式及与边界层模式的耦合模拟。研究结果首次揭示了冠层内反梯度动量、热量传输机理和冠层上下物质、能量的输送机制。