CloudRoots：先進(jìn)儀器技術(shù)和亞小時(shí)、亞千米陸－氣交互過(guò)程模擬的集成

（■ 侯美亭 編譯）

2 0 1 8 年5—7 月，荷蘭瓦赫寧根大學(xué)等在德國(guó)Selhausen開(kāi)展了一場(chǎng)名為“CloudRoots”的外場(chǎng)試驗(yàn)，旨在獲得一套包含土壤、植物和大氣變量的綜合觀測(cè)數(shù)據(jù)集，以研究亞小時(shí)和亞千米尺度下非均勻地表與其大氣邊界層之間的相互作用。研究表明，有必要在葉片水平上進(jìn)行測(cè)量，以便更好地了解生長(zhǎng)季期間在日尺度上氣孔孔徑與蒸散量（ET）之間的關(guān)系。基于這些觀測(cè)，獲得了精確的光合和氣孔開(kāi)度的機(jī)械表征參數(shù)。利用這些新的參數(shù)，模型可以很好地再現(xiàn)氣孔導(dǎo)度和葉片水平的光合作用。

在冠層尺度上，利用不同的測(cè)量技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)植物蒸騰作用和土壤蒸發(fā)的日變化規(guī)律是一致的。利用激光閃爍儀，可以量化在云對(duì)光合有效輻射的擾動(dòng)驅(qū)動(dòng)下，表面湍流通量的不穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)了云輻射影響與ET之間存在2 min延遲。研究采用了一個(gè)耦合的地表－大氣概念模型，整合了從樹(shù)葉到景觀的不同尺度的地面和高空觀測(cè)，以研究陸－氣相互作用中的平流和地表非均勻性的相關(guān)性。本研究表明，在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)，氣孔開(kāi)度和光合作用的廣泛變化導(dǎo)致植物蒸騰作用在葉片、植物、冠層和景觀尺度上的日變化較大。將不同的先進(jìn)儀器觀測(cè)與模型相結(jié)合，使得能夠根據(jù)測(cè)量的尺度和植物生長(zhǎng)階段來(lái)確定ET的變化。

（a）觀測(cè)區(qū)域的鳥(niǎo)瞰圖，Selhausen試驗(yàn)場(chǎng)位于地圖的中部。在觀測(cè)期間，周?chē)霓r(nóng)業(yè)區(qū)被劃分為裸地和植被覆蓋區(qū)域。（b）裸地和植被區(qū)的感熱通量（H），區(qū)域平均值為加權(quán)平均值（植被和裸地分別為60%和40%）。（c）影響測(cè)量的水平（紅色）和垂直（黑色）長(zhǎng)度尺度示意圖。較大的水平和垂直尺度表示邊界層動(dòng)力學(xué)的空間尺度。在水平方向上，100 m比例尺是觀測(cè)場(chǎng)所在場(chǎng)地的大小。