Page 33 - 2023年第54卷第3期
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化,形成水雪混合物,然后,当夜间气温下降到 0℃以下时,形成白冰或者灰冰,这时反照率 a≈
                                                                                                        si
              0.38。
                  冰的反照率 a是太阳高度角 α的函数,与地理纬度、地球自转和绕太阳旋转的规律有关。对于黑
                              s
              冰,可采用下述 a与 α的参数化模型计算                  [8]
                              s
                                                 a= 0 .0564? α ,α≥0.105rad                             (30)
                                                  s
                                         a= 0.537 - 4.408( α - 0.105),0 ≤α <0.105rad                   (31)
                                          s
                  在自然环境下,河道周围群山环抱,将遮挡住日出和日落 α较小时的太阳辐射。
                  当天气资料齐全,包括水面温度 T、气温 T、云量 C、相对湿度 R、风速 V、当地大气压 p等,
                                                 s        a                    h        z              a
                                                                  ,并且在 T= T点将式(27)线性化:
              则可采用参考文献[ 7]方法计算确定 φ sn             、φ a 、φ b 、φ e 、φ h        s  a
                                                           - h(T- T)                                   (32)
                                                   φ sa ≈φ sa0  sa  s  a
                                                                                             2
                                         在 T= T时的值;h 为雪面与大气的热交换系数,W?(m·℃)。
              式中:φ sa0 为雪面净热通量 φ sa          s  a          sa
                  此外,对于开河期或者冰消融期,T≈0℃, T- T 较大,这时需要考虑对流热交换中二次项
                                                   s           s  a
                      2
              ( T- T)的影响,式(32)可修正为
                 s  a
                                                =    - h(T- T) - h (T- T)  2                           (33)
                                             φ sa φ sa0  sa  s  a  sa2  s  a
                                - 3
              式中 h = 0.158 × 10 Pa。
                    sa2
                                                                    可利用线性回归方法近似             [16,18] 。以黑龙江
                                                             sa
                  为便于冰情预测,根据典型年历史天气资料,h 和 φ sa0
              漠河地区为例
                                              h = (7.05 + 0.02T)(1.0 + 0.25V)                          (34)
                                               sa            a           z
              且
                                                        =   - a - bT                                   (35)
                                                    φ sa0 φ sn  sa  sa a
              式中
                          a = 70 .7 + (6.04 + 2.95V)(1 - R)c>70.7,b = 0 .4 + (6.04 + 2.95V)(1 - R)c>0  (36)
                                                                                            2
                                              z
                           sa
                                                        1
                                                     h
                                                                                         h
                                                                                   z
                                                                 sa
              系数                                                 0 .08,T≤ - 10
                                                    a
                                         c= { 3.35,T≤ - 10   2  {       a    a
                                                          ,c= 0 .36,- 10<T≤0
                                          1
                                             6 .11,T> - 10
                                                    a
                                                                 0 .62,T>0
                                                                        a
              5 雪面温度、净热通量及冰盖温度的垂向分布
                  联立求解式(20)(32),可得雪面温度 T的计算公式:
                                                      s
                                                    ?h + T)(h?k + h?k))?(h?k + h?k + 1?h )             (37)
                               T= ((T - T)?h + ( φ sa0
                                s     m   u  sa       sa  a   s  s  i  i    s  s  i  i  sa
                  当计算 T≥T = 0℃时,表示雪面会发生融化现象。实际上,当雪面融化时,则 T≡T = 0 。
                          s   m                                                              s   m
                  当令 T= 0 ,根据式(35)(37),可得雪盖热力消融的临界气温
                        s
                                                    - a )?h + T?(h(h?k + h?k))
                                               - ( φ sn  sa  sa  u  sa  s  s  i  i
                                          T =                                                          (38)
                                           acri
                                                           1 - b ?h
                                                               sa  sa
              式中:T 为雪盖热力消融的临界气温,℃。当气温 T≥T 时,发生雪盖热力消融现象。在夜间太阳
                      acri                                     a   acri
                              = 0 和 T = 0 ,所以 T = a ?[h(1 - b ?h )]>a ?h >0,这表明气温 T = 0℃不是雪
              辐射净热通量 φ sn            u           acri  sa  sa  sa  sa    sa  sa               a
              盖热力消融的临界条件。
                  当式( 37)计算的 T<0℃时,把式(37)代入式(20)得雪面净热通量
                                   s
                                                        ?h + T)?(h?k + h?k + 1? h )                    (39)
                                                  m
                                        φ sa = (T- T + φ sa0  sa  u  s  s  i  i  sa
                                               a
                                    <0总是成立。
                  在这种情况下,φ sa
                                的 条 件 下,把 式 (9)中 冰 面 温 度 T 代 入 式 (15)可 得 冰 盖 温 度 的 垂 向 分 布 计 算
                           s                                     is
                  在已知 T和 φ sa
              公式
                                                                                                —  2 8 3 —
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