大孔徑閃爍儀觀測地表水熱通量研究進展

唐家琦 王成杰

（內蒙古農業大學草原與資源環境學院，呼和浩特 010018）

0 引言

感熱通量指溫度變化進而引起的大氣與下墊面之間發生湍流形式地熱交換，潛熱通量指水發生相態變化進而消耗或釋放的能量[1]。感熱通量也叫做顯熱通量，潛熱通量是土壤蒸發和植物蒸騰的作用結果，因此，潛熱通量常又被稱作蒸散（Evaportranspiration）。感熱通量和潛熱通量作為陸地表層熱量平衡的重要組成部分，是近地大氣層和下墊面間能量、水分交換的數量表征[2]，其熱交換作為地-氣間關鍵的物理過程之一，對全球大氣環流和天氣氣候變化有顯著影響，故定量了解及準確測定不同區域水熱通量，不僅對氣象、農業、水文等領域意義重大[3]，在生態及相關領域中也是重要研究內容。常用的水熱通量觀測方法有波文比-能量平衡法、空氣動力學法、渦動相關法和閃爍儀通量法等[4-6]。其中，波文比-能量平衡法、空氣動力學法、渦動相關法這些傳統通量觀測方法雖然已經在國內外不同下墊面的研究中廣泛應用，但其觀測范圍局限在點或斑塊尺度，其觀測路徑通常只有幾十至幾百米。在較大尺度非均勻下墊面測量平均水熱通量，需要多套儀器組成觀測矩陣來解決原本的觀測代表性不足的問題[6-8]。因此，上述傳統方法在區域地表上應用還存在一定局限性，為此投入的大量人力和物力也為試驗增加了難度。

大孔徑閃爍儀（Large Aperture Scintillometer，LAS ）是20世紀末興起的一種新的通量測量儀器，由王庭義于1978年提出設想[9]，后由美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）波傳播實驗室基于這一設想研制出儀器。……