New progresses in the study of land-atmosphere interaction in summer monsoon transition zone in China
ZHANG Liang,1, ZHANG Qiang,1, WANG Runyuan1, YUE Ping1, WANG Sheng1, ZENG Jian2, YANG Zesu2, LI Hongyu3, QIAO Liang4, WANG Wenyu5, ZHANG Hongli6, YANG Siqi1, ZHAO Funian1
1. Institute of Arid Meteorology， Key Laboratory of Arid Climatic Change and Reducing Disaster of Gansu Province/Key Laboratory of Arid Climatic Change and Disaster Reduction， China Meteorological Administration， Lanzhou 730020， China
2. College of Atmospheric Sciences， Chengdu University of Information Technology， Chengdu 610225， China
3. Hebei GEO University， Shijiazhuang 050031， China
4. Department of Atmospheric and Oceanic Sciences， Fudan University， Shanghai 200433， China
5. Hubei Meteorology Training Centre， China Meteorological Administration， Wuhan 430074， China
6. College of Resources and Environmental Engineering， Tianshui Normal University， Tianshui 741001， Gansu， China
The summer monsoon transition zone in China is one of the regions with strong land-atmosphere interaction in the world, and it is also an area where extreme weather disasters are frequent and easy to cause serious economic losses. Further understanding of land-atmosphere interaction in the transition area will help to improve the disaster prevention and mitigation ability of this region. Based on the research results of the summer monsoon transition area related projects carried out by the Key Laboratory of Drought Climate Change and Disaster Reduction of China Meteorological Administration in recent years, this paper systematically summarizes the new progresses of land-atmosphere interaction in the summer monsoon transition zone, including the spatio-temporal distribution law of land-atmosphere interaction in the transition region, the new characteristics of the response of land surface water budget to summer monsoon, the spatio-temporal variation characteristics and development mechanism of the boundary layer, the influence of monsoon and land-atmosphere interaction on regional climate in the transition zone, the new progress of land-atmosphere interaction on crop yield in the transition zone and new schemes for parameterization of multi-factor and multi-scale kinetic roughness. According to the development trend of land-atmosphere interaction research in the summer monsoon transition zone, it is proposed that the multi-scale dynamic response of land-atmosphere interaction to summer monsoon should be explored in the future, and the climatic dynamic relationship between surface processes and key physical quantities in the atmospheric boundary layer should be established on the basis of the research on the response rule of land-atmosphere exchange multi-cycle process to the annual cycle of summer monsoon in order to improve and enhance the simulation of regional climate models in the future. This work is of great significance to promote the research of land-atmosphere coupling process in China, which can provide scientific and technological support for disaster prevention and mitigation in the summer monsoon transition zone in China.
ZHANG Liang, ZHANG Qiang, WANG Runyuan, YUE Ping, WANG Sheng, ZENG Jian, YANG Zesu, LI Hongyu, QIAO Liang, WANG Wenyu, ZHANG Hongli, YANG Siqi, ZHAO Funian. New progresses in the study of land-atmosphere interaction in summer monsoon transition zone in China[J]. Arid Meteorology, 2023, 41(4): 519-530 DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2023)-04-0519
引言
陆-气相互作用是指地球陆地表面与上层大气之间能量、水分和碳通量的交换与分配过程，其互馈作用与区域天气和气候紧密相关（Seneviratne et al.，2006）。
长时间序列的陆面能量通量数据是分析夏季风过渡区陆-气相互作用特征的重要基础。李宏宇等（2020）使用中国北方陆面过程观测站的通量资料、4种再分析资料和陆面模式通量模拟结果3类资料（表1）共同构建了适用于夏季风过渡区的长期数据集。其中，再分析资料与模式结果由于具有时空连续性好、覆盖范围广和资料要素全的优点，经过观测数据订正后在国际上普遍应用于天气与气候研究。在构建过渡区通量数据集时，使用的4种再分析资料分别为：NCEP/DOE（National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy）（Kanamitsu et al.，2002）、JRA-25（Japanese 25-year Reanalysis）（Onogi et al.，2007）、ERA-Interim（Simmons et al.，2007）和MERRA（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications）（Roberts et al.，2012）；陆面模式通量模拟结果来源于GLDAS（Global Land Data Assimilation System）（Rodell et al.，2004）；观测资料来源于中国北方陆面过程观测试验。
分析该方法获得的过渡区陆面通量数据表明，格点净辐射模拟值与实际观测值线性相关系数均超过0.90，感热、潜热通量模拟值与实测值相关系数分别为0.63~0.83、0.79~0.86，各格点潜热通量与实测值相关程度略高于感热通量而低于净辐射。格点资料和实际观测值的显著相关性也表明，综合多源观测资料和再分析资料的方法能够得到可靠的过渡区陆面能量通量数据集（Li et al.，2021）。
Fig.2
Variations of each component of land surface energy balance with longitude（a）， latitude（b） and altitude（c）（Zeng et al.， 2016）
从时间尺度看，东亚夏季风系统存在显著的年际波动和年代际演变，导致夏季风过渡区干湿状态表现出剧烈的年际波动特征，并引起地表能量分配明显的时空分布差异（张强等，2019；Zhang et al.，2020）。过渡区地表热通量年际变化不仅受夏季风运动进程影响，还与地表可利用能量分配或者波文比年际变化有直接联系。已有研究表明，气候干湿变化会显著影响陆面能量分配和波文比量值，尤其对过渡区边缘影响更大（Kanamitsu et al.，2002；Rocha et al.，2004）。在夏季风北进南退过程中，湍流热通量对夏季风的响应比净辐射更加强烈。
夏季风过渡区大体上可以115°E为界划分为东部和西部（Zhang et al.，2016；曾剑等，2016），东部为土壤湿度和气温高的半湿润气候，而西部更多呈干旱半干旱气候特征。过渡区东部和西部感热通量与夏季风持续时间指数呈负相关，潜热通量呈正相关，且这种相关关系呈对数分布特征（图3）。夏季风较弱、持续时间较短年份，降水偏少导致土壤含水量降低，潜热通量偏小，而感热通量增大、气温升高，致使大气增暖更加明显。这也从陆-气相互作用角度解释了中国半干旱地区的增暖趋势（Huang et al.，2016；Huang et al.，2017）。可见，夏季风过渡区地表热交换对夏季风持续时间年际变化的响应特征显著，其反馈作用可对该区域气候产生明显影响此外。
图3
夏季风过渡区西部（a、c）和东部（b、d）陆面热通量、夏季风持续时间指数年际变化（a、b）及陆面热通量和夏季风持续时间指数关系（c、d）（Li et al.，2021）
Fig.3
Inter-annual variations of land-surface heat fluxes and duration index of summer monsoon （a， b） and relation between land-surface heat fluxes and duration index of summer monsoon in west （a， c） and east （b， d） regions of the summer monsoon transition zone （Li et al.， 2021）
过渡区夏季风持续时间1998年后呈减少趋势，东部和西部下降幅度每10 a分别为1.8和0.7候。夏季风持续时间减少造成过渡区水汽输送减少，成云致雨条件不足，感热增加、潜热减少，从而使过渡区气候向干旱化演变趋势加强（Li et al.，2021）。
鉴于过渡区西部感热通量年际变率更大，进一步对该区域夏季风持续时间指数和感热通量进行多时间尺度分析（图4），发现感热通量对夏季风持续时间的响应有5个时间尺度明显的周期变化。在准2 a振荡周期中，感热通量与夏季风持续时间的相关性最强，从而解释了过渡区西部地表水含量和能量交换过程存在显著的准2 a振荡周期，这种振荡变化可能是造成该区域干、湿频繁交替的原因（Li et al.，2021）。
Fig.4
Five major time scales variations of summer monsoon duration index and summer mean sensible heat flux from 1961 to 2013 decomposed by the ensemble empirical mode decomposition in west region of the summer monsoon transition zone（Li et al.， 2021）
（a） about 3 a time scale, （b） 5-7 a time scale, （c） inter-decadal time scale, （d） multi-decadal time scale, （e） the adaptive nonlinear trend
1.3 过渡区陆面水分收支对夏季风响应新特征
1.3.1 蒸发皿蒸发反“蒸发悖论”现象
水分交换是陆-气相互作用的另一个重要过程，其中蒸散发过程是地表水向大气输送的关键环节。21世纪初，Roderick和Farquhar（2002）发现世界大部分地区的蒸发皿蒸发量随气温升高呈减小趋势，这一现象被称为“蒸发悖论”。在我国夏季风过渡区，蒸发皿蒸发量近50 a呈明显增加趋势，与全球其他地区普遍存在的“蒸发悖论”现象正相反，表现为独特的反“蒸发悖论”现象[图5（a）]（Zhang et al.，2016a）。进一步分析表明，温度、湿度、风速和低云量是过渡区蒸发皿蒸发大小的主导因素，其贡献率分别为46.2%、25.9%、2.5%和25.4%[图5（b）]（杨司琪等，2019）。气温升高、相对湿度降低和低云量减少导致过渡区蒸发皿蒸发量增加，是该区域不同于世界许多其他地区的主要原因。存在“蒸发悖论”现象的地区，低云量增加引起的蒸发皿蒸发量减小抵消了温度升高和相对湿度降低引起的蒸发皿蒸发量增加趋势（杨司琪等，2018；杨司琪等，2019），一定程度上解释了该现象发生的原因。在温暖和干燥的夏季风过渡区，蒸发皿蒸发的进一步增加可能预示着该地区干旱灾害的发生。
图5
中国夏季风过渡区与世界其他地区蒸发皿蒸发量趋势对比（a） （Zhang et al.，2016a）及其主要影响因素贡献率（b） （杨司琪等，2019）
Fig.5
Comparison of change trend of pan evaporation in the summer monsoon transition zone in China with other parts of the world （a） （Zhang et al.， 2016a） and the contribution rate of its main influence factors （b） （Yang et al.， 2019）
1.3.2 实际蒸散转换特征及其作用机制
蒸发皿蒸发代表一定环境条件下水分充足时的陆面蒸发能力，反映蒸发“潜力”。而实际蒸散发反映实际环境条件下真实的陆面蒸发和植被蒸散能力（Aminzadeh and Or，2017；Zhang et al.，2022）。从夏季风过渡区年平均实际蒸散量对气候变暖的响应看，不同气候类型区的年平均蒸散量随气温增幅的变化存在显著差异（图6），且存在明显的线性变化趋势。年降水量越大的区域，气温增幅越大，年平均蒸散量增速越快；年降水量较小区域，蒸散量随气温增加而增加的幅度减小。这两种趋势转换出现在年降水量200~400 mm区域[图6（a）]，即夏季风过渡区。基于年降水量归一化后的年平均蒸散量[图6（b）]同样表现出这种转换特征且更为显著。总体来看，实际蒸散对气候变暖的响应在季风过渡区发生显著转换，湿润区蒸散量随温度增加而增大，干旱区与湿润区相反。进一步从地表实际蒸散量随温度增加的倾向率（图7）看出，年降水量150 mm的区域为-0.3 mm·℃-1，随着年降水量增加，倾向率在夏季风过渡区由负转正，逐渐增加到年降水量为750 mm区域的1.6 mm·℃-1（Zhang et al.，2019）。
图6
不同降水量气候类型年平均蒸散量（a）及其基于降水量的归一化值（b）随气温增幅的变化趋势（Zhang et al.，2019）
（Pxxx表示降水气候空间类型）
Fig.6
Variation trend of annual mean evapotranspiration （a） and normalized evapotranspiration by annual precipitation （b） with temperature increase under different precipitation-based climate types （Zhang et al.， 2019）
Fig.9
Comparison of atmospheric boundary layer height on sunny summer days in typical non-monsoon zone， summer monsoon transition zone and monsoon zone （Qiao et al.， 2019）
Fig.10
Comparison of surface net radiation， maximum of daily difference between ground and air temperature and convective boundary layer thickness on sunny summer days in typical non-monsoon zone， summer monsoon transition zone and monsoon zone （Qiao et al.， 2019）
Fig.11
The temporal evolution of the northern edge index of summer monsoon in three climatic sub-regions of the summer monsoon transition zone （Zhang et al.， 2016）
夏季风过渡区对气候增暖的响应还体现在对区域作物产量的影响，过渡区气候波动会引起植被生长环境变化，并对作物产量产生影响（Zhao et al.，2022；Zhang et al.，2022；Yue et al.，2022）。
对过渡区春小麦环境要素的分析（Zhao et al.，2022）表明，春小麦产量与播前土壤水分关系受生育期大气干燥度（潜在蒸散量与降水量之差）影响（图12）。当播前土壤水分相同时，干燥的大气条件（潜在蒸散与降水量之差大于342 mm）对春小麦获得较高产量不利。通径分析显示的相关性表明，夏季风过渡区春小麦产量由播前土壤含水量、生育期降水量以及大气蒸发力共同决定（图13），其中最高气温、空气饱和差、太阳辐射及风速通过影响大气蒸发力而间接影响春小麦产量，而生育期降水和播前土壤水分通过影响干物质形成而导致春小麦产量发生变化。春小麦高产的年型为播前土壤含水量较高、生育期大气较湿润（空气饱和差较小，潜在蒸散量与降水量之差较小）的年份；相反，春小麦低产的年型为播前土壤含水量较低、生育期大气较干燥的年份。这一结果对夏季风过渡区春小麦产量预测、农业干旱监测以及春小麦科学管理模式实施等具有一定指导意义（Qi et al.，2022；Wang et al.，2023）。
图12
大气干湿条件分类（a）和未分类（b）的春小麦产量与播前土壤水分关系及生育期大气干湿状况分类（c）（Zhao et al.，2022）
Fig.12
The relationship between spring wheat yield and soil moisture before sowing considering （a） and no considering （b） the atmospheric dry and wet conditions and classification of atmospheric dry and wet conditions during the growth period （Zhao et al.， 2022）
Fig.13
Environmental factors in the formation of spring wheat yield （Zhao et al.， 2022）
（***， ** and * passing the significance tests at α=0.001， α=0.01， α=0.05， respectively）
1.7 多因子和多尺度动力学粗糙度参数化新方案
动力学粗糙度长度是反映陆地表面粗糙程度对大气运动状态波动影响的关键物理参数（Stull，1988；李振山和陈广庭，1997）。由干旱区超高的边界层高度向湿润区边界层高度快速递减的区域独特性，决定着过渡区的动力学粗糙度长度对陆-气相互作用过程和边界层运动均有潜在重要影响。不仅如此，在大气数值模拟中，动力学粗糙度长度对数值模式的模拟能力和微气象条件的计算精度也有显著影响（Kondo and Yamazawa，1986；Stull，1988）。围绕这一重要科学问题，相关研究从表面动力学粗糙度长度、近地面层大气动力学综合参数u2/u*（张强等，2012）、热力稳定度参数（Zhang et al.，2013）、年生长季循环时间（姚彤和张强，2014）和年平均有效降水量等参数之间定量关系（张强等，2013）等方面进行系统分析，从理论上得到了更优化的参数化关系式。并在此基础上，构建了考虑更多要素影响的陆面动力学粗糙度长度普适性参数化方案（Zhang et al.，2016b）。该参数化方案利用位于夏季风过渡区的兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续陆-气相互作用观测资料（Zuo et al.，2009），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案。这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案。与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度。检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下：
Turbulent fluxes of heat and moisture across the atmosphere–ocean interface are fundamental components of the earth’s energy and water balance. Characterizing both the spatiotemporal variability and the fidelity of these exchanges of heat and moisture is critical to understanding the global water and energy cycle variations, quantifying atmosphere–ocean feedbacks, and improving model predictability. This study examines the veracity of the recently completed NASA Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications (MERRA) product in terms of its turbulent surface fluxes. This assessment employs a large dataset of directly measured turbulent fluxes as well as other turbulent surface flux datasets. The spatial and temporal variability of the surface fluxes are examined in terms of their annual-mean climatologies, their seasonal covariability of near-surface bulk parameters, and their representation of extremes. The impact of data assimilation on the near-surface parameters is assessed through evaluation of the incremental analysis update tendencies. It is found that MERRA turbulent surface fluxes are relatively accurate for typical conditions but have systematically weak vertical gradients in moisture and temperature and a weaker covariability between the near-surface gradients and wind speed than found in observations. This results in an underestimate of the surface latent and sensible heat fluxes over the western boundary current and storm-track regions. The assimilation of observations generally acts to bring MERRA closer to observational products by increasing moisture and temperature near the surface and decreasing the near-surface wind speeds.
ROCHAH R, GOULDENM L, MILLERS D, et al, 2004.
Seasonality of water and heat fluxes over a tropical forest in eastern Amazonia
Changes in the global water cycle can cause major environmental and socioeconomic impacts. As the average global temperature increases, it is generally expected that the air will become drier and that evaporation from terrestrial water bodies will increase. Paradoxically, terrestrial observations over the past 50 years show the reverse. Here, we show that the decrease in evaporation is consistent with what one would expect from the observed large and widespread decreases in sunlight resulting from increasing cloud coverage and aerosol concentration.
SENEVIRATNES I, LÜTHID, LITSCHIM, et al, 2006.
Land-atmosphere coupling and climate change in Europe
Environmental and biophysical effects of evapotranspiration in semiarid grassland and maize cropland ecosystems over the summer monsoon transition zone of China
[J]. Agricultural Water Management, 264, 107462. DOI: 10.1016/j.agwat.2022.107462.
In most parts of the world, pan evaporation decreases with increased air temperature rather than increases, which is known as the “evaporation paradox.” The semiarid Loess Plateau, which is sensitive to global climate change and ecological variations, has a unique warming and drying climate. The authors of this study consider whether pan evaporation shows the same decreasing trend in this unique environment. Meteorological observations of the typical semiarid Dingxi in the Loess Plateau from 1960 to 2010 were used to analyze the variation in pan evaporation and its responses to climatic factors. It was found that the pan evaporation has increased considerably over the past 50 yr, which does not support the evaporation paradox proposed in previous studies. A multifactor model developed to simulate the independent impacts of climate factors on pan evaporation indicated that the temperature, humidity, wind speed, and low cloud cover variations contributed to pan evaporation by 46.18%, 25.90%, 2.48%, and 25.44%, respectively. The increased temperature, decreased relative humidity, and decreased low cloud cover all caused an increase in pan evaporation, unlike many parts of the world where increased low cloud cover offsets the effects of increased temperature and decreased relative humidity on pan evaporation. This may explain why the evaporation paradox occurs. If all relevant factors affecting pan evaporation are considered, it is possible the paradox will not occur. Thus in warm and drying regions, the increased pan evaporation will lead to increasingly arid conditions, which may exacerbate drought and flood disaster occurrences worldwide.
ZHANGQ, YAOT, YUEP, 2016b.
Development and test of a multi-factorial parameterization scheme of land surface aerodynamic roughness length for flat land surfaces with short vegetation
... 长时间序列的陆面能量通量数据是分析夏季风过渡区陆-气相互作用特征的重要基础.李宏宇等（2020）使用中国北方陆面过程观测站的通量资料、4种再分析资料和陆面模式通量模拟结果3类资料（表1）共同构建了适用于夏季风过渡区的长期数据集.其中，再分析资料与模式结果由于具有时空连续性好、覆盖范围广和资料要素全的优点，经过观测数据订正后在国际上普遍应用于天气与气候研究.在构建过渡区通量数据集时，使用的4种再分析资料分别为：NCEP/DOE（National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy）（Kanamitsu et al.，2002）、JRA-25（Japanese 25-year Reanalysis）（Onogi et al.，2007）、ERA-Interim（Simmons et al.，2007）和MERRA（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications）（Roberts et al.，2012）；陆面模式通量模拟结果来源于GLDAS（Global Land Data Assimilation System）（Rodell et al.，2004）；观测资料来源于中国北方陆面过程观测试验. ...
... 陆面通量数据构建流程图（李宏宇等，2020）The flow diagram of land surface flux data construction （Li et al.， 2020）Fig.1
依据尽可能将能量不平衡部分按照波文比分配给实际观测的感热和潜热原则，对月平均感热和潜热进行修正，得到修正的感热和潜热通量，具体公式（Twine et al.，2000）如下： ...
粗糙度研究的现状及展望
1
1997
... 动力学粗糙度长度是反映陆地表面粗糙程度对大气运动状态波动影响的关键物理参数（Stull，1988；李振山和陈广庭，1997）.由干旱区超高的边界层高度向湿润区边界层高度快速递减的区域独特性，决定着过渡区的动力学粗糙度长度对陆-气相互作用过程和边界层运动均有潜在重要影响.不仅如此，在大气数值模拟中，动力学粗糙度长度对数值模式的模拟能力和微气象条件的计算精度也有显著影响（Kondo and Yamazawa，1986；Stull，1988）.围绕这一重要科学问题，相关研究从表面动力学粗糙度长度、近地面层大气动力学综合参数u2/u*（张强等，2012）、热力稳定度参数（Zhang et al.，2013）、年生长季循环时间（姚彤和张强，2014）和年平均有效降水量等参数之间定量关系（张强等，2013）等方面进行系统分析，从理论上得到了更优化的参数化关系式.并在此基础上，构建了考虑更多要素影响的陆面动力学粗糙度长度普适性参数化方案（Zhang et al.，2016b）.该参数化方案利用位于夏季风过渡区的兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续陆-气相互作用观测资料（Zuo et al.，2009），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案.这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案.与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度.检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下： ...
... 典型非季风区、夏季风过渡区和季风区夏季晴天边界层高度对比（乔梁等，2019）Comparison of atmospheric boundary layer height on sunny summer days in typical non-monsoon zone， summer monsoon transition zone and monsoon zone （Qiao et al.， 2019）Fig.910.11755/j.issn.1006-7639（2023）-04-0519.F0010
Comparison of surface net radiation， maximum of daily difference between ground and air temperature and convective boundary layer thickness on sunny summer days in typical non-monsoon zone， summer monsoon transition zone and monsoon zone （Qiao et al.， 2019）Fig.101.5 季风与陆-气相互作用对区域气候的影响
... 典型非季风区、夏季风过渡区、季风区夏季晴天地表净辐射、地-气温差日最大值与对流边界层厚度对比（乔梁等，2019）Comparison of surface net radiation， maximum of daily difference between ground and air temperature and convective boundary layer thickness on sunny summer days in typical non-monsoon zone， summer monsoon transition zone and monsoon zone （Qiao et al.， 2019）Fig.101.5 季风与陆-气相互作用对区域气候的影响
... ）及其主要影响因素贡献率（b） （杨司琪等，2019）Comparison of change trend of pan evaporation in the summer monsoon transition zone in China with other parts of the world （a） （Zhang et al.， <xref ref-type="bibr" rid="b38">2016a</xref>） and the contribution rate of its main influence factors （b） （Yang et al.， 2019）Fig.51.3.2 实际蒸散转换特征及其作用机制
蒸发皿蒸发代表一定环境条件下水分充足时的陆面蒸发能力，反映蒸发“潜力”.而实际蒸散发反映实际环境条件下真实的陆面蒸发和植被蒸散能力（Aminzadeh and Or，2017；Zhang et al.，2022）.从夏季风过渡区年平均实际蒸散量对气候变暖的响应看，不同气候类型区的年平均蒸散量随气温增幅的变化存在显著差异（图6），且存在明显的线性变化趋势.年降水量越大的区域，气温增幅越大，年平均蒸散量增速越快；年降水量较小区域，蒸散量随气温增加而增加的幅度减小.这两种趋势转换出现在年降水量200~400 mm区域[图6（a）]，即夏季风过渡区.基于年降水量归一化后的年平均蒸散量[图6（b）]同样表现出这种转换特征且更为显著.总体来看，实际蒸散对气候变暖的响应在季风过渡区发生显著转换，湿润区蒸散量随温度增加而增大，干旱区与湿润区相反.进一步从地表实际蒸散量随温度增加的倾向率（图7）看出，年降水量150 mm的区域为-0.3 mm·℃-1，随着年降水量增加，倾向率在夏季风过渡区由负转正，逐渐增加到年降水量为750 mm区域的1.6 mm·℃-1（Zhang et al.，2019）. ...
我国北方不同类型下垫面地表反照率特征
1
2014
... 动力学粗糙度长度是反映陆地表面粗糙程度对大气运动状态波动影响的关键物理参数（Stull，1988；李振山和陈广庭，1997）.由干旱区超高的边界层高度向湿润区边界层高度快速递减的区域独特性，决定着过渡区的动力学粗糙度长度对陆-气相互作用过程和边界层运动均有潜在重要影响.不仅如此，在大气数值模拟中，动力学粗糙度长度对数值模式的模拟能力和微气象条件的计算精度也有显著影响（Kondo and Yamazawa，1986；Stull，1988）.围绕这一重要科学问题，相关研究从表面动力学粗糙度长度、近地面层大气动力学综合参数u2/u*（张强等，2012）、热力稳定度参数（Zhang et al.，2013）、年生长季循环时间（姚彤和张强，2014）和年平均有效降水量等参数之间定量关系（张强等，2013）等方面进行系统分析，从理论上得到了更优化的参数化关系式.并在此基础上，构建了考虑更多要素影响的陆面动力学粗糙度长度普适性参数化方案（Zhang et al.，2016b）.该参数化方案利用位于夏季风过渡区的兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续陆-气相互作用观测资料（Zuo et al.，2009），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案.这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案.与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度.检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下： ...
Variations of each component of land surface energy balance with longitude（a）， latitude（b） and altitude（c）（Zeng et al.， 2016）Fig.2
从时间尺度看，东亚夏季风系统存在显著的年际波动和年代际演变，导致夏季风过渡区干湿状态表现出剧烈的年际波动特征，并引起地表能量分配明显的时空分布差异（张强等，2019；Zhang et al.，2020）.过渡区地表热通量年际变化不仅受夏季风运动进程影响，还与地表可利用能量分配或者波文比年际变化有直接联系.已有研究表明，气候干湿变化会显著影响陆面能量分配和波文比量值，尤其对过渡区边缘影响更大（Kanamitsu et al.，2002；Rocha et al.，2004）.在夏季风北进南退过程中，湍流热通量对夏季风的响应比净辐射更加强烈. ...
... 夏季风过渡区大体上可以115°E为界划分为东部和西部（Zhang et al.，2016；曾剑等，2016），东部为土壤湿度和气温高的半湿润气候，而西部更多呈干旱半干旱气候特征.过渡区东部和西部感热通量与夏季风持续时间指数呈负相关，潜热通量呈正相关，且这种相关关系呈对数分布特征（图3）.夏季风较弱、持续时间较短年份，降水偏少导致土壤含水量降低，潜热通量偏小，而感热通量增大、气温升高，致使大气增暖更加明显.这也从陆-气相互作用角度解释了中国半干旱地区的增暖趋势（Huang et al.，2016；Huang et al.，2017）.可见，夏季风过渡区地表热交换对夏季风持续时间年际变化的响应特征显著，其反馈作用可对该区域气候产生明显影响此外. ...
植被下垫面近地层大气动力状态与动力学粗糙度长度的相互作用及其参数化关系
1
2012
... 动力学粗糙度长度是反映陆地表面粗糙程度对大气运动状态波动影响的关键物理参数（Stull，1988；李振山和陈广庭，1997）.由干旱区超高的边界层高度向湿润区边界层高度快速递减的区域独特性，决定着过渡区的动力学粗糙度长度对陆-气相互作用过程和边界层运动均有潜在重要影响.不仅如此，在大气数值模拟中，动力学粗糙度长度对数值模式的模拟能力和微气象条件的计算精度也有显著影响（Kondo and Yamazawa，1986；Stull，1988）.围绕这一重要科学问题，相关研究从表面动力学粗糙度长度、近地面层大气动力学综合参数u2/u*（张强等，2012）、热力稳定度参数（Zhang et al.，2013）、年生长季循环时间（姚彤和张强，2014）和年平均有效降水量等参数之间定量关系（张强等，2013）等方面进行系统分析，从理论上得到了更优化的参数化关系式.并在此基础上，构建了考虑更多要素影响的陆面动力学粗糙度长度普适性参数化方案（Zhang et al.，2016b）.该参数化方案利用位于夏季风过渡区的兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续陆-气相互作用观测资料（Zuo et al.，2009），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案.这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案.与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度.检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下： ...
陇中黄土高原自然植被下垫面陆面过程及其参数对降水波动的气候响应
1
2013
... 动力学粗糙度长度是反映陆地表面粗糙程度对大气运动状态波动影响的关键物理参数（Stull，1988；李振山和陈广庭，1997）.由干旱区超高的边界层高度向湿润区边界层高度快速递减的区域独特性，决定着过渡区的动力学粗糙度长度对陆-气相互作用过程和边界层运动均有潜在重要影响.不仅如此，在大气数值模拟中，动力学粗糙度长度对数值模式的模拟能力和微气象条件的计算精度也有显著影响（Kondo and Yamazawa，1986；Stull，1988）.围绕这一重要科学问题，相关研究从表面动力学粗糙度长度、近地面层大气动力学综合参数u2/u*（张强等，2012）、热力稳定度参数（Zhang et al.，2013）、年生长季循环时间（姚彤和张强，2014）和年平均有效降水量等参数之间定量关系（张强等，2013）等方面进行系统分析，从理论上得到了更优化的参数化关系式.并在此基础上，构建了考虑更多要素影响的陆面动力学粗糙度长度普适性参数化方案（Zhang et al.，2016b）.该参数化方案利用位于夏季风过渡区的兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续陆-气相互作用观测资料（Zuo et al.，2009），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案.这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案.与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度.检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下： ...
... 从时间尺度看，东亚夏季风系统存在显著的年际波动和年代际演变，导致夏季风过渡区干湿状态表现出剧烈的年际波动特征，并引起地表能量分配明显的时空分布差异（张强等，2019；Zhang et al.，2020）.过渡区地表热通量年际变化不仅受夏季风运动进程影响，还与地表可利用能量分配或者波文比年际变化有直接联系.已有研究表明，气候干湿变化会显著影响陆面能量分配和波文比量值，尤其对过渡区边缘影响更大（Kanamitsu et al.，2002；Rocha et al.，2004）.在夏季风北进南退过程中，湍流热通量对夏季风的响应比净辐射更加强烈. ...
The complementary relationship between actual and potential evaporation for spatially heterogeneous surfaces
1
2017
... 蒸发皿蒸发代表一定环境条件下水分充足时的陆面蒸发能力，反映蒸发“潜力”.而实际蒸散发反映实际环境条件下真实的陆面蒸发和植被蒸散能力（Aminzadeh and Or，2017；Zhang et al.，2022）.从夏季风过渡区年平均实际蒸散量对气候变暖的响应看，不同气候类型区的年平均蒸散量随气温增幅的变化存在显著差异（图6），且存在明显的线性变化趋势.年降水量越大的区域，气温增幅越大，年平均蒸散量增速越快；年降水量较小区域，蒸散量随气温增加而增加的幅度减小.这两种趋势转换出现在年降水量200~400 mm区域[图6（a）]，即夏季风过渡区.基于年降水量归一化后的年平均蒸散量[图6（b）]同样表现出这种转换特征且更为显著.总体来看，实际蒸散对气候变暖的响应在季风过渡区发生显著转换，湿润区蒸散量随温度增加而增大，干旱区与湿润区相反.进一步从地表实际蒸散量随温度增加的倾向率（图7）看出，年降水量150 mm的区域为-0.3 mm·℃-1，随着年降水量增加，倾向率在夏季风过渡区由负转正，逐渐增加到年降水量为750 mm区域的1.6 mm·℃-1（Zhang et al.，2019）. ...
Drylands face potential threat under 2 ℃ global warming target
1
2017
... 夏季风过渡区大体上可以115°E为界划分为东部和西部（Zhang et al.，2016；曾剑等，2016），东部为土壤湿度和气温高的半湿润气候，而西部更多呈干旱半干旱气候特征.过渡区东部和西部感热通量与夏季风持续时间指数呈负相关，潜热通量呈正相关，且这种相关关系呈对数分布特征（图3）.夏季风较弱、持续时间较短年份，降水偏少导致土壤含水量降低，潜热通量偏小，而感热通量增大、气温升高，致使大气增暖更加明显.这也从陆-气相互作用角度解释了中国半干旱地区的增暖趋势（Huang et al.，2016；Huang et al.，2017）.可见，夏季风过渡区地表热交换对夏季风持续时间年际变化的响应特征显著，其反馈作用可对该区域气候产生明显影响此外. ...
Accelerated dryland expansion under climate change
1
2016
... 夏季风过渡区大体上可以115°E为界划分为东部和西部（Zhang et al.，2016；曾剑等，2016），东部为土壤湿度和气温高的半湿润气候，而西部更多呈干旱半干旱气候特征.过渡区东部和西部感热通量与夏季风持续时间指数呈负相关，潜热通量呈正相关，且这种相关关系呈对数分布特征（图3）.夏季风较弱、持续时间较短年份，降水偏少导致土壤含水量降低，潜热通量偏小，而感热通量增大、气温升高，致使大气增暖更加明显.这也从陆-气相互作用角度解释了中国半干旱地区的增暖趋势（Huang et al.，2016；Huang et al.，2017）.可见，夏季风过渡区地表热交换对夏季风持续时间年际变化的响应特征显著，其反馈作用可对该区域气候产生明显影响此外. ...
NCEP-DOEAMIP-II reanalysis (R-2)
2
2002
... 长时间序列的陆面能量通量数据是分析夏季风过渡区陆-气相互作用特征的重要基础.李宏宇等（2020）使用中国北方陆面过程观测站的通量资料、4种再分析资料和陆面模式通量模拟结果3类资料（表1）共同构建了适用于夏季风过渡区的长期数据集.其中，再分析资料与模式结果由于具有时空连续性好、覆盖范围广和资料要素全的优点，经过观测数据订正后在国际上普遍应用于天气与气候研究.在构建过渡区通量数据集时，使用的4种再分析资料分别为：NCEP/DOE（National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy）（Kanamitsu et al.，2002）、JRA-25（Japanese 25-year Reanalysis）（Onogi et al.，2007）、ERA-Interim（Simmons et al.，2007）和MERRA（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications）（Roberts et al.，2012）；陆面模式通量模拟结果来源于GLDAS（Global Land Data Assimilation System）（Rodell et al.，2004）；观测资料来源于中国北方陆面过程观测试验. ...
... 从时间尺度看，东亚夏季风系统存在显著的年际波动和年代际演变，导致夏季风过渡区干湿状态表现出剧烈的年际波动特征，并引起地表能量分配明显的时空分布差异（张强等，2019；Zhang et al.，2020）.过渡区地表热通量年际变化不仅受夏季风运动进程影响，还与地表可利用能量分配或者波文比年际变化有直接联系.已有研究表明，气候干湿变化会显著影响陆面能量分配和波文比量值，尤其对过渡区边缘影响更大（Kanamitsu et al.，2002；Rocha et al.，2004）.在夏季风北进南退过程中，湍流热通量对夏季风的响应比净辐射更加强烈. ...
Aerodynamic roughness over an inhomogeneous ground surface
1
1986
... 动力学粗糙度长度是反映陆地表面粗糙程度对大气运动状态波动影响的关键物理参数（Stull，1988；李振山和陈广庭，1997）.由干旱区超高的边界层高度向湿润区边界层高度快速递减的区域独特性，决定着过渡区的动力学粗糙度长度对陆-气相互作用过程和边界层运动均有潜在重要影响.不仅如此，在大气数值模拟中，动力学粗糙度长度对数值模式的模拟能力和微气象条件的计算精度也有显著影响（Kondo and Yamazawa，1986；Stull，1988）.围绕这一重要科学问题，相关研究从表面动力学粗糙度长度、近地面层大气动力学综合参数u2/u*（张强等，2012）、热力稳定度参数（Zhang et al.，2013）、年生长季循环时间（姚彤和张强，2014）和年平均有效降水量等参数之间定量关系（张强等，2013）等方面进行系统分析，从理论上得到了更优化的参数化关系式.并在此基础上，构建了考虑更多要素影响的陆面动力学粗糙度长度普适性参数化方案（Zhang et al.，2016b）.该参数化方案利用位于夏季风过渡区的兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续陆-气相互作用观测资料（Zuo et al.，2009），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案.这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案.与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度.检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下： ...
Temporal duration of the East Asian summer monsoon substantially affects surface energy exchange over the summer monsoon transition zone of China
7
2021
... 分析该方法获得的过渡区陆面通量数据表明，格点净辐射模拟值与实际观测值线性相关系数均超过0.90，感热、潜热通量模拟值与实测值相关系数分别为0.63~0.83、0.79~0.86，各格点潜热通量与实测值相关程度略高于感热通量而低于净辐射.格点资料和实际观测值的显著相关性也表明，综合多源观测资料和再分析资料的方法能够得到可靠的过渡区陆面能量通量数据集（Li et al.，2021）. ...
... 夏季风过渡区大体上可以115°E为界划分为东部和西部（Zhang et al.，2016；曾剑等，2016），东部为土壤湿度和气温高的半湿润气候，而西部更多呈干旱半干旱气候特征.过渡区东部和西部感热通量与夏季风持续时间指数呈负相关，潜热通量呈正相关，且这种相关关系呈对数分布特征（图3）.夏季风较弱、持续时间较短年份，降水偏少导致土壤含水量降低，潜热通量偏小，而感热通量增大、气温升高，致使大气增暖更加明显.这也从陆-气相互作用角度解释了中国半干旱地区的增暖趋势（Huang et al.，2016；Huang et al.，2017）.可见，夏季风过渡区地表热交换对夏季风持续时间年际变化的响应特征显著，其反馈作用可对该区域气候产生明显影响此外. 10.11755/j.issn.1006-7639（2023）-04-0519.F0003
夏季风过渡区西部（a、c）和东部（b、d）陆面热通量、夏季风持续时间指数年际变化（a、b）及陆面热通量和夏季风持续时间指数关系（c、d）（Li et al.，<xref ref-type="bibr" rid="b22">2021</xref>）
Inter-annual variations of land-surface heat fluxes and duration index of summer monsoon （a， b） and relation between land-surface heat fluxes and duration index of summer monsoon in west （a， c） and east （b， d） regions of the summer monsoon transition zone （Li et al.， <xref ref-type="bibr" rid="b22">2021</xref>）Fig.3
过渡区夏季风持续时间1998年后呈减少趋势，东部和西部下降幅度每10 a分别为1.8和0.7候.夏季风持续时间减少造成过渡区水汽输送减少，成云致雨条件不足，感热增加、潜热减少，从而使过渡区气候向干旱化演变趋势加强（Li et al.，2021）. ...
... Inter-annual variations of land-surface heat fluxes and duration index of summer monsoon （a， b） and relation between land-surface heat fluxes and duration index of summer monsoon in west （a， c） and east （b， d） regions of the summer monsoon transition zone （Li et al.， 2021）Fig.3
过渡区夏季风持续时间1998年后呈减少趋势，东部和西部下降幅度每10 a分别为1.8和0.7候.夏季风持续时间减少造成过渡区水汽输送减少，成云致雨条件不足，感热增加、潜热减少，从而使过渡区气候向干旱化演变趋势加强（Li et al.，2021）. ...
... 过渡区夏季风持续时间1998年后呈减少趋势，东部和西部下降幅度每10 a分别为1.8和0.7候.夏季风持续时间减少造成过渡区水汽输送减少，成云致雨条件不足，感热增加、潜热减少，从而使过渡区气候向干旱化演变趋势加强（Li et al.，2021）. ...
... 鉴于过渡区西部感热通量年际变率更大，进一步对该区域夏季风持续时间指数和感热通量进行多时间尺度分析（图4），发现感热通量对夏季风持续时间的响应有5个时间尺度明显的周期变化.在准2 a振荡周期中，感热通量与夏季风持续时间的相关性最强，从而解释了过渡区西部地表水含量和能量交换过程存在显著的准2 a振荡周期，这种振荡变化可能是造成该区域干、湿频繁交替的原因（Li et al.，2021）. ...
... 1961—2013年夏季风过渡区西部季风持续时间指数和夏季平均感热通量基于集合经验模态分解的5个主要时间尺度变化（Li et al.，2021）
... （a）约3 a尺度，（b）5~7 a尺度，（c）年代际尺度，（d）多年代际尺度，（e）自适应非线性趋势Five major time scales variations of summer monsoon duration index and summer mean sensible heat flux from 1961 to 2013 decomposed by the ensemble empirical mode decomposition in west region of the summer monsoon transition zone（Li et al.， <xref ref-type="bibr" rid="b22">2021</xref>）
（a） about 3 a time scale, （b） 5-7 a time scale, （c） inter-decadal time scale, （d） multi-decadal time scale, （e） the adaptive nonlinear trend ...
The JRA-25 reanalysis
1
2007
... 长时间序列的陆面能量通量数据是分析夏季风过渡区陆-气相互作用特征的重要基础.李宏宇等（2020）使用中国北方陆面过程观测站的通量资料、4种再分析资料和陆面模式通量模拟结果3类资料（表1）共同构建了适用于夏季风过渡区的长期数据集.其中，再分析资料与模式结果由于具有时空连续性好、覆盖范围广和资料要素全的优点，经过观测数据订正后在国际上普遍应用于天气与气候研究.在构建过渡区通量数据集时，使用的4种再分析资料分别为：NCEP/DOE（National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy）（Kanamitsu et al.，2002）、JRA-25（Japanese 25-year Reanalysis）（Onogi et al.，2007）、ERA-Interim（Simmons et al.，2007）和MERRA（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications）（Roberts et al.，2012）；陆面模式通量模拟结果来源于GLDAS（Global Land Data Assimilation System）（Rodell et al.，2004）；观测资料来源于中国北方陆面过程观测试验. ...
Effects of high temperature and drought stresses on growth and yield of summer maize during grain filling in North China
1
2022
... 对过渡区春小麦环境要素的分析（Zhao et al.，2022）表明，春小麦产量与播前土壤水分关系受生育期大气干燥度（潜在蒸散量与降水量之差）影响（图12）.当播前土壤水分相同时，干燥的大气条件（潜在蒸散与降水量之差大于342 mm）对春小麦获得较高产量不利.通径分析显示的相关性表明，夏季风过渡区春小麦产量由播前土壤含水量、生育期降水量以及大气蒸发力共同决定（图13），其中最高气温、空气饱和差、太阳辐射及风速通过影响大气蒸发力而间接影响春小麦产量，而生育期降水和播前土壤水分通过影响干物质形成而导致春小麦产量发生变化.春小麦高产的年型为播前土壤含水量较高、生育期大气较湿润（空气饱和差较小，潜在蒸散量与降水量之差较小）的年份；相反，春小麦低产的年型为播前土壤含水量较低、生育期大气较干燥的年份.这一结果对夏季风过渡区春小麦产量预测、农业干旱监测以及春小麦科学管理模式实施等具有一定指导意义（Qi et al.，2022；Wang et al.，2023）. ...
Characterization of turbulent latent and sensible heat flux exchange between the atmosphere and ocean in MERRA
1
2012
... 长时间序列的陆面能量通量数据是分析夏季风过渡区陆-气相互作用特征的重要基础.李宏宇等（2020）使用中国北方陆面过程观测站的通量资料、4种再分析资料和陆面模式通量模拟结果3类资料（表1）共同构建了适用于夏季风过渡区的长期数据集.其中，再分析资料与模式结果由于具有时空连续性好、覆盖范围广和资料要素全的优点，经过观测数据订正后在国际上普遍应用于天气与气候研究.在构建过渡区通量数据集时，使用的4种再分析资料分别为：NCEP/DOE（National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy）（Kanamitsu et al.，2002）、JRA-25（Japanese 25-year Reanalysis）（Onogi et al.，2007）、ERA-Interim（Simmons et al.，2007）和MERRA（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications）（Roberts et al.，2012）；陆面模式通量模拟结果来源于GLDAS（Global Land Data Assimilation System）（Rodell et al.，2004）；观测资料来源于中国北方陆面过程观测试验. ...
Seasonality of water and heat fluxes over a tropical forest in eastern Amazonia
1
2004
... 从时间尺度看，东亚夏季风系统存在显著的年际波动和年代际演变，导致夏季风过渡区干湿状态表现出剧烈的年际波动特征，并引起地表能量分配明显的时空分布差异（张强等，2019；Zhang et al.，2020）.过渡区地表热通量年际变化不仅受夏季风运动进程影响，还与地表可利用能量分配或者波文比年际变化有直接联系.已有研究表明，气候干湿变化会显著影响陆面能量分配和波文比量值，尤其对过渡区边缘影响更大（Kanamitsu et al.，2002；Rocha et al.，2004）.在夏季风北进南退过程中，湍流热通量对夏季风的响应比净辐射更加强烈. ...
The global land data assimilation system
1
2004
... 长时间序列的陆面能量通量数据是分析夏季风过渡区陆-气相互作用特征的重要基础.李宏宇等（2020）使用中国北方陆面过程观测站的通量资料、4种再分析资料和陆面模式通量模拟结果3类资料（表1）共同构建了适用于夏季风过渡区的长期数据集.其中，再分析资料与模式结果由于具有时空连续性好、覆盖范围广和资料要素全的优点，经过观测数据订正后在国际上普遍应用于天气与气候研究.在构建过渡区通量数据集时，使用的4种再分析资料分别为：NCEP/DOE（National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy）（Kanamitsu et al.，2002）、JRA-25（Japanese 25-year Reanalysis）（Onogi et al.，2007）、ERA-Interim（Simmons et al.，2007）和MERRA（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications）（Roberts et al.，2012）；陆面模式通量模拟结果来源于GLDAS（Global Land Data Assimilation System）（Rodell et al.，2004）；观测资料来源于中国北方陆面过程观测试验. ...
The cause of decreased pan evaporation over the past 50 years
1
2002
... 水分交换是陆-气相互作用的另一个重要过程，其中蒸散发过程是地表水向大气输送的关键环节.21世纪初，Roderick和Farquhar（2002）发现世界大部分地区的蒸发皿蒸发量随气温升高呈减小趋势，这一现象被称为“蒸发悖论”.在我国夏季风过渡区，蒸发皿蒸发量近50 a呈明显增加趋势，与全球其他地区普遍存在的“蒸发悖论”现象正相反，表现为独特的反“蒸发悖论”现象[图5（a）]（Zhang et al.，2016a）.进一步分析表明，温度、湿度、风速和低云量是过渡区蒸发皿蒸发大小的主导因素，其贡献率分别为46.2%、25.9%、2.5%和25.4%[图5（b）]（杨司琪等，2019）.气温升高、相对湿度降低和低云量减少导致过渡区蒸发皿蒸发量增加，是该区域不同于世界许多其他地区的主要原因.存在“蒸发悖论”现象的地区，低云量增加引起的蒸发皿蒸发量减小抵消了温度升高和相对湿度降低引起的蒸发皿蒸发量增加趋势（杨司琪等，2018；杨司琪等，2019），一定程度上解释了该现象发生的原因.在温暖和干燥的夏季风过渡区，蒸发皿蒸发的进一步增加可能预示着该地区干旱灾害的发生. ...
Land-atmosphere coupling and climate change in Europe
1
2006
... 陆-气相互作用是指地球陆地表面与上层大气之间能量、水分和碳通量的交换与分配过程，其互馈作用与区域天气和气候紧密相关（Seneviratne et al.，2006）. ...
ERA-Interim: new ECMWF reanalysis products from 1989 onwards
1
2007
... 长时间序列的陆面能量通量数据是分析夏季风过渡区陆-气相互作用特征的重要基础.李宏宇等（2020）使用中国北方陆面过程观测站的通量资料、4种再分析资料和陆面模式通量模拟结果3类资料（表1）共同构建了适用于夏季风过渡区的长期数据集.其中，再分析资料与模式结果由于具有时空连续性好、覆盖范围广和资料要素全的优点，经过观测数据订正后在国际上普遍应用于天气与气候研究.在构建过渡区通量数据集时，使用的4种再分析资料分别为：NCEP/DOE（National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy）（Kanamitsu et al.，2002）、JRA-25（Japanese 25-year Reanalysis）（Onogi et al.，2007）、ERA-Interim（Simmons et al.，2007）和MERRA（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications）（Roberts et al.，2012）；陆面模式通量模拟结果来源于GLDAS（Global Land Data Assimilation System）（Rodell et al.，2004）；观测资料来源于中国北方陆面过程观测试验. ...
2
1988
... 动力学粗糙度长度是反映陆地表面粗糙程度对大气运动状态波动影响的关键物理参数（Stull，1988；李振山和陈广庭，1997）.由干旱区超高的边界层高度向湿润区边界层高度快速递减的区域独特性，决定着过渡区的动力学粗糙度长度对陆-气相互作用过程和边界层运动均有潜在重要影响.不仅如此，在大气数值模拟中，动力学粗糙度长度对数值模式的模拟能力和微气象条件的计算精度也有显著影响（Kondo and Yamazawa，1986；Stull，1988）.围绕这一重要科学问题，相关研究从表面动力学粗糙度长度、近地面层大气动力学综合参数u2/u*（张强等，2012）、热力稳定度参数（Zhang et al.，2013）、年生长季循环时间（姚彤和张强，2014）和年平均有效降水量等参数之间定量关系（张强等，2013）等方面进行系统分析，从理论上得到了更优化的参数化关系式.并在此基础上，构建了考虑更多要素影响的陆面动力学粗糙度长度普适性参数化方案（Zhang et al.，2016b）.该参数化方案利用位于夏季风过渡区的兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续陆-气相互作用观测资料（Zuo et al.，2009），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案.这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案.与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度.检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下： ...
... ；Stull，1988）.围绕这一重要科学问题，相关研究从表面动力学粗糙度长度、近地面层大气动力学综合参数u2/u*（张强等，2012）、热力稳定度参数（Zhang et al.，2013）、年生长季循环时间（姚彤和张强，2014）和年平均有效降水量等参数之间定量关系（张强等，2013）等方面进行系统分析，从理论上得到了更优化的参数化关系式.并在此基础上，构建了考虑更多要素影响的陆面动力学粗糙度长度普适性参数化方案（Zhang et al.，2016b）.该参数化方案利用位于夏季风过渡区的兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续陆-气相互作用观测资料（Zuo et al.，2009），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案.这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案.与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度.检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下： ...
Correcting eddy-covariance flux underestimates over a grassland
1
2000
... 依据尽可能将能量不平衡部分按照波文比分配给实际观测的感热和潜热原则，对月平均感热和潜热进行修正，得到修正的感热和潜热通量，具体公式（Twine et al.，2000）如下： ...
Onset and severity thresholds of drought impacts on wheat
1
2023
... 对过渡区春小麦环境要素的分析（Zhao et al.，2022）表明，春小麦产量与播前土壤水分关系受生育期大气干燥度（潜在蒸散量与降水量之差）影响（图12）.当播前土壤水分相同时，干燥的大气条件（潜在蒸散与降水量之差大于342 mm）对春小麦获得较高产量不利.通径分析显示的相关性表明，夏季风过渡区春小麦产量由播前土壤含水量、生育期降水量以及大气蒸发力共同决定（图13），其中最高气温、空气饱和差、太阳辐射及风速通过影响大气蒸发力而间接影响春小麦产量，而生育期降水和播前土壤水分通过影响干物质形成而导致春小麦产量发生变化.春小麦高产的年型为播前土壤含水量较高、生育期大气较湿润（空气饱和差较小，潜在蒸散量与降水量之差较小）的年份；相反，春小麦低产的年型为播前土壤含水量较低、生育期大气较干燥的年份.这一结果对夏季风过渡区春小麦产量预测、农业干旱监测以及春小麦科学管理模式实施等具有一定指导意义（Qi et al.，2022；Wang et al.，2023）. ...
Environmental and biophysical effects of evapotranspiration in semiarid grassland and maize cropland ecosystems over the summer monsoon transition zone of China
1
2022
... 夏季风过渡区对气候增暖的响应还体现在对区域作物产量的影响，过渡区气候波动会引起植被生长环境变化，并对作物产量产生影响（Zhao et al.，2022；Zhang et al.，2022；Yue et al.，2022）. ...
Aridity over a semiarid zone in northern China and responses to the East Asian summer monsoon
6
2016
... 夏季风过渡区大体上可以115°E为界划分为东部和西部（Zhang et al.，2016；曾剑等，2016），东部为土壤湿度和气温高的半湿润气候，而西部更多呈干旱半干旱气候特征.过渡区东部和西部感热通量与夏季风持续时间指数呈负相关，潜热通量呈正相关，且这种相关关系呈对数分布特征（图3）.夏季风较弱、持续时间较短年份，降水偏少导致土壤含水量降低，潜热通量偏小，而感热通量增大、气温升高，致使大气增暖更加明显.这也从陆-气相互作用角度解释了中国半干旱地区的增暖趋势（Huang et al.，2016；Huang et al.，2017）.可见，夏季风过渡区地表热交换对夏季风持续时间年际变化的响应特征显著，其反馈作用可对该区域气候产生明显影响此外. ...
... 过渡区3个气候子区夏季风北边缘指数的时间演变（Zhang et al.，2016）The temporal evolution of the northern edge index of summer monsoon in three climatic sub-regions of the summer monsoon transition zone （Zhang et al.， <xref ref-type="bibr" rid="b35">2016</xref>）Fig.1110.11755/j.issn.1006-7639（2023）-04-0519.T0002
各子区夏季风北边缘指数的相关系数及气候倾向率（Zhang et al.，2016） ...
... The temporal evolution of the northern edge index of summer monsoon in three climatic sub-regions of the summer monsoon transition zone （Zhang et al.， 2016）Fig.1110.11755/j.issn.1006-7639（2023）-04-0519.T0002
各子区夏季风北边缘指数的相关系数及气候倾向率（Zhang et al.，2016） ...
... 各子区夏季风北边缘指数的相关系数及气候倾向率（Zhang et al.，2016） ...
... Correlation coefficient and climate tendency rate of the northern edge index of summer monsoon in each sub-region （Zhang et al.， 2016） ...
Environmental factors driving evapotranspiration over a grassland in a transitional climate zone in China
2
2022
... 蒸发皿蒸发代表一定环境条件下水分充足时的陆面蒸发能力，反映蒸发“潜力”.而实际蒸散发反映实际环境条件下真实的陆面蒸发和植被蒸散能力（Aminzadeh and Or，2017；Zhang et al.，2022）.从夏季风过渡区年平均实际蒸散量对气候变暖的响应看，不同气候类型区的年平均蒸散量随气温增幅的变化存在显著差异（图6），且存在明显的线性变化趋势.年降水量越大的区域，气温增幅越大，年平均蒸散量增速越快；年降水量较小区域，蒸散量随气温增加而增加的幅度减小.这两种趋势转换出现在年降水量200~400 mm区域[图6（a）]，即夏季风过渡区.基于年降水量归一化后的年平均蒸散量[图6（b）]同样表现出这种转换特征且更为显著.总体来看，实际蒸散对气候变暖的响应在季风过渡区发生显著转换，湿润区蒸散量随温度增加而增大，干旱区与湿润区相反.进一步从地表实际蒸散量随温度增加的倾向率（图7）看出，年降水量150 mm的区域为-0.3 mm·℃-1，随着年降水量增加，倾向率在夏季风过渡区由负转正，逐渐增加到年降水量为750 mm区域的1.6 mm·℃-1（Zhang et al.，2019）. ...
... 夏季风过渡区对气候增暖的响应还体现在对区域作物产量的影响，过渡区气候波动会引起植被生长环境变化，并对作物产量产生影响（Zhao et al.，2022；Zhang et al.，2022；Yue et al.，2022）. ...
The influences of thermodynamic characteristics on aerodynamic roughness length over land surface
1
2013
... 动力学粗糙度长度是反映陆地表面粗糙程度对大气运动状态波动影响的关键物理参数（Stull，1988；李振山和陈广庭，1997）.由干旱区超高的边界层高度向湿润区边界层高度快速递减的区域独特性，决定着过渡区的动力学粗糙度长度对陆-气相互作用过程和边界层运动均有潜在重要影响.不仅如此，在大气数值模拟中，动力学粗糙度长度对数值模式的模拟能力和微气象条件的计算精度也有显著影响（Kondo and Yamazawa，1986；Stull，1988）.围绕这一重要科学问题，相关研究从表面动力学粗糙度长度、近地面层大气动力学综合参数u2/u*（张强等，2012）、热力稳定度参数（Zhang et al.，2013）、年生长季循环时间（姚彤和张强，2014）和年平均有效降水量等参数之间定量关系（张强等，2013）等方面进行系统分析，从理论上得到了更优化的参数化关系式.并在此基础上，构建了考虑更多要素影响的陆面动力学粗糙度长度普适性参数化方案（Zhang et al.，2016b）.该参数化方案利用位于夏季风过渡区的兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续陆-气相互作用观测资料（Zuo et al.，2009），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案.这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案.与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度.检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下： ...
Increasing trend of pan evaporation over the semiarid loess plateau under a warming climate
3
2016a
... 水分交换是陆-气相互作用的另一个重要过程，其中蒸散发过程是地表水向大气输送的关键环节.21世纪初，Roderick和Farquhar（2002）发现世界大部分地区的蒸发皿蒸发量随气温升高呈减小趋势，这一现象被称为“蒸发悖论”.在我国夏季风过渡区，蒸发皿蒸发量近50 a呈明显增加趋势，与全球其他地区普遍存在的“蒸发悖论”现象正相反，表现为独特的反“蒸发悖论”现象[图5（a）]（Zhang et al.，2016a）.进一步分析表明，温度、湿度、风速和低云量是过渡区蒸发皿蒸发大小的主导因素，其贡献率分别为46.2%、25.9%、2.5%和25.4%[图5（b）]（杨司琪等，2019）.气温升高、相对湿度降低和低云量减少导致过渡区蒸发皿蒸发量增加，是该区域不同于世界许多其他地区的主要原因.存在“蒸发悖论”现象的地区，低云量增加引起的蒸发皿蒸发量减小抵消了温度升高和相对湿度降低引起的蒸发皿蒸发量增加趋势（杨司琪等，2018；杨司琪等，2019），一定程度上解释了该现象发生的原因.在温暖和干燥的夏季风过渡区，蒸发皿蒸发的进一步增加可能预示着该地区干旱灾害的发生. ...
... 中国夏季风过渡区与世界其他地区蒸发皿蒸发量趋势对比（a） （Zhang et al.，2016a）及其主要影响因素贡献率（b） （杨司琪等，2019）Comparison of change trend of pan evaporation in the summer monsoon transition zone in China with other parts of the world （a） （Zhang et al.， <xref ref-type="bibr" rid="b38">2016a</xref>） and the contribution rate of its main influence factors （b） （Yang et al.， 2019）Fig.51.3.2 实际蒸散转换特征及其作用机制
蒸发皿蒸发代表一定环境条件下水分充足时的陆面蒸发能力，反映蒸发“潜力”.而实际蒸散发反映实际环境条件下真实的陆面蒸发和植被蒸散能力（Aminzadeh and Or，2017；Zhang et al.，2022）.从夏季风过渡区年平均实际蒸散量对气候变暖的响应看，不同气候类型区的年平均蒸散量随气温增幅的变化存在显著差异（图6），且存在明显的线性变化趋势.年降水量越大的区域，气温增幅越大，年平均蒸散量增速越快；年降水量较小区域，蒸散量随气温增加而增加的幅度减小.这两种趋势转换出现在年降水量200~400 mm区域[图6（a）]，即夏季风过渡区.基于年降水量归一化后的年平均蒸散量[图6（b）]同样表现出这种转换特征且更为显著.总体来看，实际蒸散对气候变暖的响应在季风过渡区发生显著转换，湿润区蒸散量随温度增加而增大，干旱区与湿润区相反.进一步从地表实际蒸散量随温度增加的倾向率（图7）看出，年降水量150 mm的区域为-0.3 mm·℃-1，随着年降水量增加，倾向率在夏季风过渡区由负转正，逐渐增加到年降水量为750 mm区域的1.6 mm·℃-1（Zhang et al.，2019）. ...
... Comparison of change trend of pan evaporation in the summer monsoon transition zone in China with other parts of the world （a） （Zhang et al.， 2016a） and the contribution rate of its main influence factors （b） （Yang et al.， 2019）Fig.51.3.2 实际蒸散转换特征及其作用机制
蒸发皿蒸发代表一定环境条件下水分充足时的陆面蒸发能力，反映蒸发“潜力”.而实际蒸散发反映实际环境条件下真实的陆面蒸发和植被蒸散能力（Aminzadeh and Or，2017；Zhang et al.，2022）.从夏季风过渡区年平均实际蒸散量对气候变暖的响应看，不同气候类型区的年平均蒸散量随气温增幅的变化存在显著差异（图6），且存在明显的线性变化趋势.年降水量越大的区域，气温增幅越大，年平均蒸散量增速越快；年降水量较小区域，蒸散量随气温增加而增加的幅度减小.这两种趋势转换出现在年降水量200~400 mm区域[图6（a）]，即夏季风过渡区.基于年降水量归一化后的年平均蒸散量[图6（b）]同样表现出这种转换特征且更为显著.总体来看，实际蒸散对气候变暖的响应在季风过渡区发生显著转换，湿润区蒸散量随温度增加而增大，干旱区与湿润区相反.进一步从地表实际蒸散量随温度增加的倾向率（图7）看出，年降水量150 mm的区域为-0.3 mm·℃-1，随着年降水量增加，倾向率在夏季风过渡区由负转正，逐渐增加到年降水量为750 mm区域的1.6 mm·℃-1（Zhang et al.，2019）. ...
Development and test of a multi-factorial parameterization scheme of land surface aerodynamic roughness length for flat land surfaces with short vegetation
2
2016b
... 动力学粗糙度长度是反映陆地表面粗糙程度对大气运动状态波动影响的关键物理参数（Stull，1988；李振山和陈广庭，1997）.由干旱区超高的边界层高度向湿润区边界层高度快速递减的区域独特性，决定着过渡区的动力学粗糙度长度对陆-气相互作用过程和边界层运动均有潜在重要影响.不仅如此，在大气数值模拟中，动力学粗糙度长度对数值模式的模拟能力和微气象条件的计算精度也有显著影响（Kondo and Yamazawa，1986；Stull，1988）.围绕这一重要科学问题，相关研究从表面动力学粗糙度长度、近地面层大气动力学综合参数u2/u*（张强等，2012）、热力稳定度参数（Zhang et al.，2013）、年生长季循环时间（姚彤和张强，2014）和年平均有效降水量等参数之间定量关系（张强等，2013）等方面进行系统分析，从理论上得到了更优化的参数化关系式.并在此基础上，构建了考虑更多要素影响的陆面动力学粗糙度长度普适性参数化方案（Zhang et al.，2016b）.该参数化方案利用位于夏季风过渡区的兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续陆-气相互作用观测资料（Zuo et al.，2009），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案.这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案.与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度.检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下： ...
... ），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案.这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案.与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度.检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下： ...
Conversion features of evapotranspiration responding to climate warming in transitional climate regions in Northern China
7
2019
... 蒸发皿蒸发代表一定环境条件下水分充足时的陆面蒸发能力，反映蒸发“潜力”.而实际蒸散发反映实际环境条件下真实的陆面蒸发和植被蒸散能力（Aminzadeh and Or，2017；Zhang et al.，2022）.从夏季风过渡区年平均实际蒸散量对气候变暖的响应看，不同气候类型区的年平均蒸散量随气温增幅的变化存在显著差异（图6），且存在明显的线性变化趋势.年降水量越大的区域，气温增幅越大，年平均蒸散量增速越快；年降水量较小区域，蒸散量随气温增加而增加的幅度减小.这两种趋势转换出现在年降水量200~400 mm区域[图6（a）]，即夏季风过渡区.基于年降水量归一化后的年平均蒸散量[图6（b）]同样表现出这种转换特征且更为显著.总体来看，实际蒸散对气候变暖的响应在季风过渡区发生显著转换，湿润区蒸散量随温度增加而增大，干旱区与湿润区相反.进一步从地表实际蒸散量随温度增加的倾向率（图7）看出，年降水量150 mm的区域为-0.3 mm·℃-1，随着年降水量增加，倾向率在夏季风过渡区由负转正，逐渐增加到年降水量为750 mm区域的1.6 mm·℃-1（Zhang et al.，2019）. ...
... 不同降水量气候类型年平均蒸散量（a）及其基于降水量的归一化值（b）随气温增幅的变化趋势（Zhang et al.，2019）
（Pxxx表示降水气候空间类型） ...
... （Pxxx表示降水气候空间类型）Variation trend of annual mean evapotranspiration （a） and normalized evapotranspiration by annual precipitation （b） with temperature increase under different precipitation-based climate types （Zhang et al.， <xref ref-type="bibr" rid="b40">2019</xref>）
年平均地表蒸散量的增温倾向率随年降水量的变化（Zhang et al.，<xref ref-type="bibr" rid="b40">2019</xref>）
Variation of warming tendency of annual mean surface evapotranspiration with annual precipitation （Zhang et al.， <xref ref-type="bibr" rid="b40">2019</xref>）Fig.7
气候环境要素对地表蒸散量的影响机制示意图（Zhang et al.，<xref ref-type="bibr" rid="b40">2019</xref>）
Schematic diagram of influence mechanism of climate and environmental elements on surface evapotranspiration （Zhang et al.， <xref ref-type="bibr" rid="b40">2019</xref>）Fig.81.4 边界层时空变化特征及发展机制
... Schematic diagram of influence mechanism of climate and environmental elements on surface evapotranspiration （Zhang et al.， 2019）Fig.81.4 边界层时空变化特征及发展机制
On the land-atmosphere interaction in the summer monsoon transition zone in East Asia
1
2020
... 从时间尺度看，东亚夏季风系统存在显著的年际波动和年代际演变，导致夏季风过渡区干湿状态表现出剧烈的年际波动特征，并引起地表能量分配明显的时空分布差异（张强等，2019；Zhang et al.，2020）.过渡区地表热通量年际变化不仅受夏季风运动进程影响，还与地表可利用能量分配或者波文比年际变化有直接联系.已有研究表明，气候干湿变化会显著影响陆面能量分配和波文比量值，尤其对过渡区边缘影响更大（Kanamitsu et al.，2002；Rocha et al.，2004）.在夏季风北进南退过程中，湍流热通量对夏季风的响应比净辐射更加强烈. ...
Environmental determination of spring wheat yield in a climatic transition zone under global warming
6
2022
... 夏季风过渡区对气候增暖的响应还体现在对区域作物产量的影响，过渡区气候波动会引起植被生长环境变化，并对作物产量产生影响（Zhao et al.，2022；Zhang et al.，2022；Yue et al.，2022）. ...
... 对过渡区春小麦环境要素的分析（Zhao et al.，2022）表明，春小麦产量与播前土壤水分关系受生育期大气干燥度（潜在蒸散量与降水量之差）影响（图12）.当播前土壤水分相同时，干燥的大气条件（潜在蒸散与降水量之差大于342 mm）对春小麦获得较高产量不利.通径分析显示的相关性表明，夏季风过渡区春小麦产量由播前土壤含水量、生育期降水量以及大气蒸发力共同决定（图13），其中最高气温、空气饱和差、太阳辐射及风速通过影响大气蒸发力而间接影响春小麦产量，而生育期降水和播前土壤水分通过影响干物质形成而导致春小麦产量发生变化.春小麦高产的年型为播前土壤含水量较高、生育期大气较湿润（空气饱和差较小，潜在蒸散量与降水量之差较小）的年份；相反，春小麦低产的年型为播前土壤含水量较低、生育期大气较干燥的年份.这一结果对夏季风过渡区春小麦产量预测、农业干旱监测以及春小麦科学管理模式实施等具有一定指导意义（Qi et al.，2022；Wang et al.，2023）. ...
... 大气干湿条件分类（a）和未分类（b）的春小麦产量与播前土壤水分关系及生育期大气干湿状况分类（c）（Zhao et al.，2022）The relationship between spring wheat yield and soil moisture before sowing considering （a） and no considering （b） the atmospheric dry and wet conditions and classification of atmospheric dry and wet conditions during the growth period （Zhao et al.， <xref ref-type="bibr" rid="b42">2022</xref>）Fig.1210.11755/j.issn.1006-7639（2023）-04-0519.F0013
春小麦产量形成的环境因素（Zhao et al.，<xref ref-type="bibr" rid="b42">2022</xref>）
（***、**和*分别表示通过α=0.001，α=0.01，α=0.05的显著性检验） ...
... The relationship between spring wheat yield and soil moisture before sowing considering （a） and no considering （b） the atmospheric dry and wet conditions and classification of atmospheric dry and wet conditions during the growth period （Zhao et al.， 2022）Fig.1210.11755/j.issn.1006-7639（2023）-04-0519.F0013
春小麦产量形成的环境因素（Zhao et al.，<xref ref-type="bibr" rid="b42">2022</xref>）
（***、**和*分别表示通过α=0.001，α=0.01，α=0.05的显著性检验） ...
... 春小麦产量形成的环境因素（Zhao et al.，2022）
（***、**和*分别表示通过α=0.001，α=0.01，α=0.05的显著性检验） ...
... （***、**和*分别表示通过α=0.001，α=0.01，α=0.05的显著性检验）Environmental factors in the formation of spring wheat yield （Zhao et al.， <xref ref-type="bibr" rid="b42">2022</xref>）
（***， ** and * passing the significance tests at α=0.001， α=0.01， α=0.05， respectively） ...
Surface turbulent flux measurements over the Loess Plateau for a semi-arid climate change study
1
2009
... 动力学粗糙度长度是反映陆地表面粗糙程度对大气运动状态波动影响的关键物理参数（Stull，1988；李振山和陈广庭，1997）.由干旱区超高的边界层高度向湿润区边界层高度快速递减的区域独特性，决定着过渡区的动力学粗糙度长度对陆-气相互作用过程和边界层运动均有潜在重要影响.不仅如此，在大气数值模拟中，动力学粗糙度长度对数值模式的模拟能力和微气象条件的计算精度也有显著影响（Kondo and Yamazawa，1986；Stull，1988）.围绕这一重要科学问题，相关研究从表面动力学粗糙度长度、近地面层大气动力学综合参数u2/u*（张强等，2012）、热力稳定度参数（Zhang et al.，2013）、年生长季循环时间（姚彤和张强，2014）和年平均有效降水量等参数之间定量关系（张强等，2013）等方面进行系统分析，从理论上得到了更优化的参数化关系式.并在此基础上，构建了考虑更多要素影响的陆面动力学粗糙度长度普适性参数化方案（Zhang et al.，2016b）.该参数化方案利用位于夏季风过渡区的兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续陆-气相互作用观测资料（Zuo et al.，2009），发展了一个新的动力学粗糙度长度参数化方案.这一新的参数化方案包括植被类型因素、气候波动状态、植被季节生长特征、近地面层大气动力热力特征等多要素对动力学粗糙度长度的综合影响，是一个更加全面的动力学粗糙度长度参数化方案.与以往将动力学粗糙度长度设为常数计算得到的摩擦速度对比，该方案与观测结果的相关性显著提高，相关系数由0.75 提高到0.94，标准差降低近20%，显著提高了近地层动量通量的计算精度.检验结果表明，对于均匀平坦的自然植被下垫面，这一动力学粗糙度长度的多因子参数化方案具有更好的普适性（Zhang et al.，2016b），具体公式如下： ...
