主要计算通量方法的式子汇总.doc

Chinese Ecosystem Research Network
海洋、陆地生态系统
碳循环和通量观测研究方法
一、 涡度相关方法(Eddy Correlation Method)
分别有下列通量的涡度：
感热通量：
潜热通量：
CO2热通量：
式中，

二、波文比（Bowen’s Ratio）方法
（1）
（2）
基于地表能量平衡，有效能量。有
（3）
（4）
由上式利用剖面资料，即可计算出波文比β，然后利用方程（3）计算出H和E。
空气动力学方法
空气动力学方法是根据近地面层空气动力学特性，计算能量和物质通量的输送过程。风速、温度、湿度、co2或氧化亚氮输送梯度表达式为
(5)
(6)
(7)
(8)
由(5)—(8)可得
(9)
(10)
(11)
(12)
式中，k为Karman常数；γ为湿度表常数，d为位移长度（d＝0.63h，h为植被高）；分别为风速、温度、湿度和二氧化碳及氧化亚氮的稳定度通用函数，
当 (13)
当 (14)
当 (15)
当 (16)
系数βm ,γm ,βh ,γh 见下表。
表6.5 风、温、湿稳定度函数表达式系数
来源
βm
γm
βh
γh
k
Businger(1971)
4.7
15.0
6.4
9.0
0.35
Panison(1970)
7.0
16.0
7.0
16.0
/
Weeb(1970)
5.2
18.0
5.2
9.0
0.41
Dyer& hicks(1970)
/
16.0
/
16.0
0.40
的计算：
式中，；L— Moni-Obukhov长度；
Ri — Richardson 数。有

热量平衡方法
这是一种以能量守恒定律为基础的计算方法。实际上是一种余项法。在环境生态研究中如有辐射观察资料时，使用此法较好。地表面热量平衡方程为

或 （6.48）
其中，Rn为辐射平衡，其余符号都是已知的。如果以差分代替微分，并从中解出K，可得

将 和 写成差分形式 和 ， 则

或直接求出湍流热通量和蒸发耗热项，则有

蒸发散量计算的微气象法
1. 涡动相关法
地球表面能量、物质的输送是由大大小小的极不规则的湍流涡旋完成的。通常把这种湍流运动分成两部分：即平均运动和脉动运动。对风速来说，若平均运动用u、v、w平均速度用表示，脉动速度用u¢、v¢、w¢表示。则对任意时刻水平和垂直运动的瞬时值可表示为
见：E:\灌溉排水学编写文件\农田水利书下载中：★蒸发散量计算的微气象法.pdf