瑞士Dischma山谷灰鼬鼠
达沃斯的Dischma流域位于南Graubuenden(灰鼬鼠),瑞士奥地利边境附近的东部(图12.2)。这是一个典型的细长,冻结成冰的高山峡谷(见表12.1),中央NNW-SSE轴和Scaletta冰川的遗迹在其南部边界(Vogele 1984)。夏天的气raybet雷竞技最新候是由低压系统从西北的Weissfluhjoch Dischma山谷,偶尔取而代之的是一个稳定、高山焚风风朝着恩加丁的东南部。在当地的规模、热诱导风速控制湿度和降雨量山谷内的转移。蒸发和植物蒸腾作用的约。300毫米在夏季(6月
9月)和最高陡峭,更低的山谷山坡(1900 - 2200),低的谷底,减少再次最高的山坡(德容et al . 2002年)。水补给来自降雨、降雪在植被和岩石表面和冷凝。冷凝是量化在1998年首次在这一领域。Dischmabach(河),其特点是在夏季冰川和雨养的政权,下水道moraine-covered谷底连同几个支流。至于巨大的山脉陡坡,排水为主的变质岩(Cadisch 1929)。地貌,Dischma由科里,碛,岩石冰川paleo-landslides冻结成冰的槽斜坡,小石子锥和一些泥石流沉积。只有十分之一的山谷被森林覆盖,其余地区为主的高山草地和灌木以及小石子的斜坡,岩石表面,冰雪领域小湖泊1990年(费舍尔,Wildi和埃瓦尔德1986)。
强结构化地形和山岳形态学具有重要影响水文Dischma和micro-meteorological流程。因为过程发生的小规模,推断气象变量是很困难的。山谷风(谷风在一天的某些时段)的发展,边坡风只存在只要有强大的地面和空气之间的温度梯度(Hennemuth 1986)。在晴朗的天空天meta-stable空气分层,气温增加多达3°C在同一个山谷出口之间的压力水平和最高的山脊山谷,从而开发一个明确upvalley风(Ulrich 1987)。
12.3实验设计
解释区域蒸发、蒸腾和冷凝本文是基于比较的两座集雨无仲夏季节。
为Szrenica测试区域,结果给出的5月15日至7月7日,2001年。三个主要测试站与三个主要的植被区sub-catchment接近上层林木线(表12.2 (a)和图12.1):与蓝莓和草较低的区域,一个区域与灌木和矮松蕨类和最高的区域。蒸发锅和浓度计安装在海拔最低的1。站2和3组成一个蒸发锅和一个收集器。而站1在于少暴露地区的低端雪蚀抑郁,站2位于陡峭的墙壁之间的过渡的一个小山谷头和奉承的划分问题。因为它是
图12.2 Dischma排水与实验网站,祈祷,瑞士
10 11 12 13
内部霍夫Kriegsmatte Stillberg Jenatsch Schurli Alpenrose Schurli波文比Schwarzhorn Hureli Alpenrose Hureli波文比Hureli峰值Durrboden Gletschboden欧博Schonbuhl
放电Pan /浓度计气象台站
图12.2 Dischma排水与实验网站,祈祷,瑞士,位于鞍座结构,下面很暴露。而迎风风导致射流效应,背风风创建一个背风面埃迪与强烈的湍流两种条件下,以尽量减少温差。站3位于奉承分裂和最高的车站最暴露出来。
Dischma,字段数据提出了从测量在七个人网站(b)(表12.2和图12.2 (b))在山谷上从1999年的盛夏季节的详细hydro-logical田间试验(威尔第)在1995年和1999年之间进行的。自从Dischma谷严重切割和产生日晒模式非常多样化,网站选择代表地点沿east-oriented Hureli和west-oriented Schurli斜坡,沿着谷底。贫富两个高山牧场以及alpenrose灌木检测在不同方面的网站从1960年到2600年的高度。蒸发锅和lysime-ters Schurli坡被放置在三个地点,包括Schurli Alpenrose (5), Schurli Bowen比率(6)和Schwarzhorn(7),两个网站在Hureli斜率包括Hureli Alpenrose(8)和Hureli Bowen比率(9)和三个网站在谷底,内心霍夫(1)Jenatsch(4)和Oletschboden(12)和一个站点在山谷的头,欧博Schonbuhl(13)(图12.2 (b))。
表12.2 (a)巨大的山脉。(b) Dischma。结合蒸发蒸腾和冷凝与气象站测量测试网站
站1
站2
站3
位置
海拔(m a.s.l)。梯度(0)方面暴露植被植被类型高度气象台
风速Ht。(m)上臂Ht。(m)较低的手臂Ht。(m)等micro-measuring站向山谷底部1030 14.7
近平的蓝莓、苔藓40厘米
资料站/莱因哈特
蒸发皿/浓度计凹形坡1190年23.5向凹草,蕨类植物100 - 120厘米(蕨类)剖面站/莱因哈特/收集器2.0 1.50 0.10下降
蒸发锅plateau-ridge
1285年
11.5
近平矮云杉100厘米
资料站/莱因哈特/收集器
蒸发锅
内部霍夫
Hureli Alpenrose
Jenatsch
Schurli Alpenrose (SA)
Gletschboden
欧博Schonbuhl
Schwarzhorn
位置
海拔高度
(m a.s.l)。梯度(0)方面暴露植被类型植被高度
(cm)气象
风速Ht。(m)上臂Ht。(m)较低的手臂Ht。(m)等micro-measuring站
山谷底槽坡
1610年
15西南
凸丰富草地40
资料站/
莱因哈特2.15 1.60 1.20
Evapo。锅/浓度计
2070年30
E-NE凹Alpenrose 35
资料站/
莱因哈特2.10 1.85 0.32
Evapo。锅/浓度计
山谷底部
1960年
没有一个
平
草
波文比
evapo。锅/浓度计
槽坡山谷底部
2070年
30 W
凹
Alpenrose
资料站/
莱因哈特2.10 1.70 0.40
Evapo。锅/浓度计
2080年5
没有凹Alpenrose 35
资料站/
莱因哈特2.25 1.75 0.45
Evapo。锅/浓度计
上谷头
2361年
平
可怜的牧场8
资料站/
莱因哈特2.25 1.67 0.20
Evapo。锅/浓度计
坡脊低于2600年岩石表面
西方凸可怜的牧场5
资料站/
莱因哈特2.10 1.56 0.24
浓度计
数据将不会提出从网站6和9因为缺乏分析段重叠。
12.3.1蒸发皿,浓度计
蒸发皿基于自动化micro-measuring系统开发确定蒸发损失和冷凝收益的陡峭的山脉斜坡Dischma谷(德容et al . 2002年)。自那时以来,它已经测试并实现肠道Frankenforst (Siebengebirge,德国)。系统包括小,永久安装水蒸发锅放在自动重量表
(图12.3 (a)和德容等等。2002)。蒸发锅设置在地面,确保周围的水面与平均水平地面以减少风的影响,并最大化的主导地位周围的局部小气候raybet雷竞技最新植被。由于尺度下蒸发锅必须适应在陡坡梯度大小,5公斤的能力是有限的。所有水的损失水通过蒸发(积极的重量差异)和获得通过缩合(负重量差异),以及降雨、称重准确(±1 gandanerror的决议
-
- 伊娃= =蒸发皿点雨量计SM =存储模块SP =太阳能电池板
50厘米
-
- LYSI = =浓度计点雨量计SM =存储模块SP =太阳能电池板
图12.3 Micro-measuring系统在陡峭的山坡上确定(a)潜在蒸发基于水蒸发锅和(b)基于土壤蒸散和vegetation-filled浓度计0.3%或相当于0.015毫米)。使用的单位是毫米。同时测量了每个站点在仲夏季节。在风的网站,一个平滑函数,基于移动平均值超过40分钟(X1 = (x10) + x20 + x30 + x40 / 4, X2 = (x20的+ + x30 + x40×50) / 4…)应用于时间序列,在x10测量在一个10分钟的间隔。
浓度计测量系统是基于相同的自动化原理蒸发锅(图12.3 (b))。一个完整的植物或几种植物中根和土壤,插入一个容器,然后重新安装在同一位置拍摄的。浓度计的插入不同的植物适应他们新的结构或外观设置和没有遭受实验时期(图12.4)。这表明他们的极端气候条件下生存的能力。
在这两种环境中,蒸散测量高于潜在蒸发。浓度计的结果之间的显著差异和蒸发皿演示测量系统的敏感性。造成这种差别的原因有几个:首先,蓝莓灌木的表面的浓度计大于自由水面。蒸发浓度计的独家控制蒸腾的过程,使得气孔控制可以极大地增强蒸腾与自由水面。其次,植物伸出离地面大约20厘米,锅中的水位甚至与周围的土壤表面在灌木。自从蒸发皿形式自由表面在空气中,不太可能低估潜在蒸发。两个系统都同样可靠的高山的条件下,但似乎
-
- 图12.4的例子最优浓度计植被与周围环境领域的集成(站1,巨大的山脉)
蒸发动力学是由浓度计略好了因为他们的反应是特定于植物类型和允许更精确的检测夜间活动的变化。
本实验研究的独特性在于潜在蒸发和蒸散每隔10分钟可以测量和分析,没有提出了时间分辨率山的环境之前。如果这些时间间隔平均或增强,凝结的重要阶段将完全夷为平地,短,但重要的影响,如早上或晚上风向的变化及其对蒸发或冷凝的影响将会丢失。自爆发等重要动力学或改变的云,雾,日出或终止降雨不稳定发生了一个多小时,但几分钟内和可能产生的最大动态白天还是晚上,解决蒸发和凝结过程是非常重要的在一个适当的决议,也就是说,10分钟。
12.3.2下降收集器
下降收集器是管道建设,由一个圆形的塑料盖安装在垂直管道上。这个建筑是由弗罗茨瓦夫大学的气象观测站。横向和纵向积累水分从下水道盖子盖的边缘沿着一条线成一个收集器。水在收集器的转移是测量。
12.3.3气象资料和波文比
每个实验网站由一个基本气象资料站或波文比站(表12.1)结合自主研发的evaporation-condensation micro-measuring单位。所有测量都不断在自我构建数据记录器记录10分钟的间隔。气象监测站,空气温度和相对湿度记录在离地面两层除了太阳辐射和风速风向(康拉德传感器)和(Reinhardt)(表12.1)。这个概要文件的低水平站位于树冠的上限。波文比站,除了记录相同的变量土壤热通量和露点。因为露点不测量站,不会这里给出的结果。小rain-o-matic收集器引爆了一桶安装作为一个额外的来源测量降雨蒸发和蒸腾测量网站。
12.4结果与讨论
结果提出了两个研究地点在三个不同的尺度:每小时、每天和每周的。测量是在一个非常高的时间分辨率,以确保详细比较单一的几天或几周。虽然两个测试天选择受当地条件不同,他们有类似的气候条件,也就是说,早上没有下雨,好天气,只有一些云在下午和晚上。考虑本赛季从6月到9月中旬观察到Stillberg站在过去的30年里(1988年WSL Birmensdorf, Turner),夏天比冬天Dischma通常湿润,并与降水序列超过5毫米/天是常见的。正是因为这一原因,每周选择一个接一个的湿天时期。Szrenica现场,萨默斯通常比冬天干燥一些晚上雾在更高的网站(根据100年的气象台,Pereyma等等。1997)。
12.4.1每小时变化
为了比较两个集雨,提出了完整的测试的结果一天为2001年5月27日Szrenica(图12.5)和1999年8月5日Dischma所有选择电台(图12.6)。
Szrenica
气象变量显示,5月27日是晴天都伴随着云11-16:00之间传递和薄云层定居在18:00后(图12.5 (a))。最大风速波动大约15米/秒03至内,4 m / s从10点到下午两点,于17:00 15 m / s和13 m / s在23:00(图12.5 (b))。风速最低时期最大的辐射。
蒸散和冷凝更高浓度计站1比所有其他锅站(图12.5 (d))。蒸散形成一个成熟的双峰分布与07年至12:00第一阶段和第二阶段从12到19点。日出日落之间,有两个峰值的蒸腾(0.21毫米/ 10分钟09:20和0.14毫米/ 10分钟14:30中午休息)。蒸发相反,30分钟后开始缓慢上升,直到中午0.07毫米/ 10分钟。在下午,有三个连续蒸发山峰上方0.1毫米/ 10分钟,但蒸发后不久突然停止16:00时。在下午晚些时候,冷凝主导(大约0.1毫米/ 10分钟。蒸发锅和浓度计)以大约每小时的间隔交替与蒸散。明显的分歧浓度计和蒸发皿之间。而蒸发锅早上需要时间来获得动力站1因为低风速,站2和3的锅已经达到最大值0.2毫米/ 10分钟,上午9点至10点之间。潜在蒸发遵循类似的模式在站2和3(图12.5 (f)和(g))。在下午,风速和改变属性的气团(如雾)负责快速蒸发和冷凝蒸发站之间切换。 For station 2, evaporation declines much more slowly and only terminates at 20:00. At station 3, it already terminates at 17:00. Low-level condensation is pronounced throughout the day and night and may be explained by the influence of altitude on云的形成并通过雾沉积的潮湿的空气。
大部分的蒸散动力学可以解释的辐射、风速和温度梯度(图12.5 (a) (c))。在车站1,最高温度梯度是11点,之后迅速减少。在车站2,最大温度梯度不发达和普遍低于站1(图12.5 (c))。它增加06和喂饲之间平行站1但波动率为1.1,因为重要的风。只有微弱的减少在14:00后的温度梯度。之间的强劲增长和07:00站2和07:00,上午9点至11点在车站1伴随着大幅增加蒸发站。高风速鼓励蒸发和蒸散在下午在车站1和3几乎不太可能在车站2温度梯度已经减少由于强烈地形差异。来自东北的南部,东风下午和动员温暖,上坡空气从谷底重新启动另一个短的蒸发阶段。浓度计的蒸散和蒸发皿并行反应的辐射。蒸散的浓度计与辐射发作但终止日落之前启动。
蒸散模式之间的鲜明对比的浓度计和蒸发皿蒸发站1不能单纯通过气象数据来解释。反模式是不例外因为这个对比是测量所有天(图12.7 (d) - (g))。所有其他蒸发锅非常相似的政权,与浓度计。
总共有大约5毫米的蒸散,3毫米的蒸发和凝结1毫米在白天站1。在晚上,
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- -0.1
-
- -0.2
图12.5 (a)入射辐射的典型日周期(位置1和2),(b)最大风速(站1),(c)温度梯度(Tiow /锤头)(站1),(d)蒸散和(e)的潜在蒸发站1 (f)潜在蒸发站2和(g)在车站3分钟间隔5月27日,2001年,Szrenica波兰浓度计测量1毫米的水损失,而水的锅上涨1.6毫米。换句话说,大约9升水是动员了超过1平方米的植被,而4升多动员
1平方米的自由水面,接近50%的差异(图12.8)。
总之,蒸散行为依照物理环境的三个网站,特别是地形和植被。最低的站(1)坐落在一个潮湿的位置的低端雪蚀萧条接近一条小溪环绕蓝莓和苔藓的岩石。站2躺在一个小的小丘旁边一个陡峭的通道,wind-exposed较低较低的植被和云的边界。《最后一站》由矮松树环绕在其上边缘,形成少wind-exposed站矮云杉有实质性影响的雾。在这种情况下,最大蒸发发生在车站2与湿润低站1和奉承站3。一般的梯度蒸发站1和3之间存在但不是站
2,因为它受风的影响由于其特殊的地形设置。
Dischma
图12.6 (a) (c)说明了主要气象变量对蒸散的影响和蒸发Dischma 8月5日。在波兰的例子,并不是无云的那一天。每日平均风速最大14:00至18:00的经历,和辐射与传入的云领域的减少在这个阶段。上谷开始增加的温度梯度之间的内和喂饲之间趋于平缓喂饲,16:00时,突然减少在15:00和16:00时由于即将到来的风和云。之后迅速下降至20:00,再次迅速增加20:00至晚上九点,然后以恒定的水平波动,直到午夜。气象变量的不对称发展早晚之间由于传入的云层和空气质量。
除了Schwarzhorn,所有网站经验短,密集的降雨事件22:00至23:00,最大达到1.7毫米/ 10分钟。在Schwarzhorn,降雨持续从19:00至放送。内部霍夫和Jenatsch降雨峰值在22:00,在Schonbuhl到23:00,Gletschboden在23:00 Schurli和Hiireli 22:00。从北方雨在快速移动。在较低的山谷,它开始和结束之前,因此蒸散后尽早开始降雨。更高的地区,蒸散只能设置在降雨结束,这是午夜之后。
蒸散发生07:00至21:00在整个山谷Schwarzhorn除外,不直到上午9点开始,已经结束在16:00时(图12.6 (d))。在谷底内在霍夫(图12.6 (i)),那么在Jenatsch(图12.6 (g)),有一个短时间的凝结在16:00时再次被蒸散后。在Hureli Alpenrose,下午一点凝结在短时间内发生。Gletschboden(图12.6 (m)),没有凝结和Jenatsch和内在霍夫相比,浓度计记录最强的蒸散时期后立即在早上10点。Schwarzhorn站点(图12.6 (d))不符合其他网站。蒸散是统一高,启动(喂饲后),后期经历早期峰值和终止早期14时许(16:00时)。土壤水分蒸发蒸腾损失总量的比例达到0.12毫米/长时间10分钟。一些网站体验晚高峰蒸散,例如,在15:00在Schonbuhl和内心霍夫(图12.6 (e)和(i))并在Jenatsch 17点。
最低的蒸发率测量Schonbuhl(< 0.05毫米/ 10分钟)和最高内在霍夫(0.06毫米/ 10分钟)。这可以解释为不同的位置:而内心霍夫位于斜坡上,经验少空气饱和周围是一个非常多样化的潮湿的草甸,Schonbuhl接近停滞不前的潮湿的地区的冰川,高湿度和很短的草。蒸散和蒸发率是非常高的短期降雨事件后(即0.13毫米/ 10分钟最大内部霍夫(图12.6 (i)和(j)))。总的来说,它可以表示,除了Schonbuhl所有网站有相同的地方的蒸散模式和蒸发,虽然模式不太明显的小波动在下午。
Schwarzhorn网站有着完全不同的政权。传入的冰冷的空气开关蒸散得早。内部霍夫和Jenatsch位于富人牧场区,在本地也受到这种现象的影响。的预期减少蒸发随着高程增加,增加空气湿度,降低温度和贫穷的植被只计算蒸发锅沿纵向谷位于轴在Schonbuhl(图12.6 (f)), Jenatch(图12.6 (h)和内在霍夫(图12.6 (j))。然而,三个浓度计响应很均匀,Schonbuhl,特别是,都会大大超过Jenatsch。蒸散的弱高程梯度存在,但必须考虑地区差异在植物学方面,也就是说,植物类型和密度。
5 |
——Jenatsch(1930米) |
) |
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平均风速(米/ ——»•2 3 4 |
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(b) |
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2 0 |
4 0 |
6 0 |
8 0 |
0 |
2 |
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68年11 |
02年22 |
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1.8 - 1.7 ~ -I.6 |
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蒸散M凝结r:下雨了 |
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Schonbuhl(2361伊娃。锅 |
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“透明国际” |
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9 C蒸发冷凝下雨 |
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Jenatch伊娃(1960)。锅 |
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蒸发冷凝:下雨了 |
图12.6 (a)入射辐射的比较(Jenatsch), (b)平均风速(Schiireli Alpenrose和Jenatsch)和(c)温度梯度(Gletschboden)每隔10分钟;蒸散、潜在蒸发、冷凝和(d) Schwarzhorn降雨,(e)和(f) SchonbUhl (g)和(h) Jenatch (i)和(j)内部霍夫(k)和(l) Schiireli Alpenrose, (m)和(n) Gletschboden (o)和(p) Hiireli Alpenrose每隔10分钟8月5日,1999年Dischma,瑞士。时间没有数据显示数据丢失。近没有降雨被记录在(f)和(h)自蒸发锅已经满了吗   
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