1. 本选题研究的目的及意义
城市作为人口、产业和资源高度集中的区域,其地表能量平衡过程对区域气候、环境变化和人类活动产生着重要影响。
感热通量作为地表能量平衡的重要组成部分,反映了地表与大气之间通过湍流运动进行的显热交换,是城市气候、环境模拟和城市规划的重要参数。
准确测量和评估城市地表感热通量,对于理解城市热岛效应、空气污染扩散以及城市生态系统演变等方面具有重要意义。
2. 本选题国内外研究状况综述
城市地表感热通量的研究一直是气象学、城市生态学和环境科学等领域的热点问题。
近年来,随着城市化进程的加快和城市环境问题的日益突出,城市地表感热通量的研究受到越来越多的关注。
##国内研究现状国内学者在城市地表感热通量观测、模拟和应用方面开展了大量研究工作。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
主要内容:
1.系统阐述大孔径闪烁仪(LAS)的观测原理、数据处理方法以及在城市地表感热通量观测中的优势和局限性,并分析LAS观测城市地表感热通量的不确定性来源,包括仪器误差、气象条件影响、下垫面异质性影响以及观测尺度影响等方面。
2.探讨适用于LAS观测的城市地表感热通量不确定性分析方法,包括误差传递分析、敏感性分析等,并量化不同误差来源对观测结果的影响程度。
3.选择典型城市区域开展LAS观测实验,获取城市地表感热通量数据,并利用上述不确定性分析方法对观测结果进行评估,分析不同误差来源的贡献,并提出降低不确定性的方法和建议。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验观测相结合的方法,具体研究步骤如下:
1.文献调研阶段:-查阅国内外相关文献,了解城市地表感热通量观测和模拟的研究现状、最新进展以及LAS观测技术的原理、方法和应用。
-收集整理相关数据,包括城市气象数据、下垫面数据、LAS观测数据等,为后续研究提供基础数据支撑。
2.理论分析阶段:-基于大气湍流理论和LAS观测原理,分析城市地表感热通量观测的不确定性来源,推导误差传递公式,建立不确定性分析模型。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:
1.针对LAS观测城市地表感热通量的不确定性问题,系统分析了仪器误差、气象条件、下垫面异质性和观测尺度等因素的影响,并建立了适用于城市环境的不确定性分析模型,为提高LAS观测数据的准确性和可靠性提供了理论依据。
2.结合城市下垫面特征和气象条件,利用城市冠层模型或中尺度气象模型对LAS观测结果进行验证分析,并探讨了不同误差来源对模型模拟结果的影响,为改进城市气候模型提供了参考。
3.通过案例分析,量化了不同误差来源对城市地表感热通量观测结果的影响程度,并提出了降低不确定性的方法和建议,为城市地表能量平衡研究、城市气候模型改进以及城市规划提供了科学依据。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 刘辉, 胡非, 孙晓敏, 等. 大孔径闪烁仪测量感热通量数据的噪声分析[J]. 光学学报, 2018, 38(12): 1201001.
[2] 黄健, 文军, 张强, 等. 基于大孔径闪烁仪的城市地表能量平衡观测研究[J]. 高原气象, 2019, 38(05): 1087-1098.
[3] 王磊, 张强, 黄健, 等. 基于涡度相关和LAS的城市街区地表能量通量特征分析[J]. 气象, 2020, 46(04): 464-474.
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