蓝藻水华面积 日变化大吗_太湖蓝藻爆发的面积_蓝藻细胞细胞呼吸场所(3)

为了定量评估该湖模式的模拟能力以及对不同参数的敏感性和大气强迫场的误差对模式模拟结果的影响，本研究选用太湖作为测试区。选取太湖评估模式的主要原因是湖泊的观测资料比较少，在此采用南京信息工程大学大气环境中心提供的2010年8月11—28日太湖观测资料，用来驱动湖模式以及检验模式的模拟能力。该观测资料的时间间隔为30 min，包括常规气象观测(气温、湖表面温度、气压、相对湿度、风向、风速)、各种通量的观测(感、潜热通量)、辐射观测(向上和向下的短波辐射和长波辐射)以及湖水不同深度(0.2、0.5、1.5和1.9 m)水温观测。使用的太湖观测点为梅梁湾(31°24′N，120°13′E)，该观测点的水深为1.9 m。模式中的湖深设为该观测点的深度1.9 m，湖水的10层分层如下：最顶层因为温度变化大设的最薄，各层中心的深度分别为 0.05、 0.195、0.385、0.575、0.765、0.955、1.145、1.335、1.525和1.715 m。模拟的时段为2010年8月11日00时—29日00时，共18 d。每30 min读入一次观测资料，时间步长设为30 min，每1 h输出1次用来与观测资料比较。模式初始的各层水温资料用观测资料插值得到。在进行测试前，先把观测资料转成模式需要的量，并对观测值进行质量控制，排除了部分异常值。

本研究采用太湖观测的大气场资料驱动湖模式，并把模拟结果与观测资料进行了对比分析，评估该湖模式对太湖的模拟能力。在此基础上，通过对影响湖水温度模拟的关键过程的敏感性试验，确定了适用于太湖的湖模式的主要参数；通过改变大气强迫场，定量分析了由于大气强迫场误差所引起的模拟误差，为下一步将该湖模式耦合到大气模式中由于模式输入所引起误差的分析做准备。4 模式的改进与评估4.1 初始模拟结果和分析

为了研究湖-气相互作用，必须由湖模式预报出比较准确的湖水表面温度和湖面与大气的各种通量交换数据。因此，首先考察该湖模式对湖表温度的模拟能力，主要过程的参数采用模式缺省值。图 1给出了模式模拟的2010年8月11—28日逐时的湖水表面温度和观测资料的比较。从图 1可以看到，该湖泊模式能够模拟出湖泊表面温度的日变化，但模拟的湖表温度与观测资料相比除存在明显的系统性偏低以外，温度的日变化幅度比观测的也小。

图 1 模拟的2010年8月11—28日逐时湖表面温度与观测(细线代表观测，粗线为湖模式模拟)Fig. 1 Hourly water suce temperature，11-28 August 2010，observed(thin line) and simulated by the original lake model(thick line)

因此，需要进一步对该模式对太湖的模拟能力进行参数的敏感性测试，找出适用于太湖的各种湖泊参数。

对于太湖，根据米散射理论，利用太湖水中悬浮质粒径谱分布的实测资料，计算了湖水的光散射相矩阵、消光系数和吸收系数等光学参量，并采用蒙特卡罗方法研究了湖面反照率和水体光吸收以及太阳高度角、入射光波长、底泥反射、悬浮质浓度和粒径谱分布的影响。数值计算结果表明：在研究湖泊水体对太阳辐射能量的反射和吸收时，水中悬浮质是一个不可忽视的重要因素。和均指出，太湖存在严重的水污染问题，按综合营养状态指数评价，全湖富营养化程度平均处于中度富营养化，局部湖区处于高度富营养化状态。按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，太湖湖水含磷总浓度平均达到四级，造成每年太湖蓝藻暴发。在本研究时段，2010年8月太湖有6 d水华(即蓝藻)面积超过300 km2，其中，8月15、17、18日水华面积分别为983.8、765.2、618.7 km2，蓝藻水华在8月的大规模暴发可能与该期间太湖较高的水温有关。