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(7)

图 8 2010年8月11—28日逐时的感、潜热通量对比(a.感热通量，b.潜热通量;黑线:观测，蓝线:原模式模拟结果，红线代表新的模拟结果)Fig. 8 Hourly suce energy flux comparison between observational(black line)，original simulation(blue line) and new simulation results(red line)for 11-28 August 2010(a. sensible heat flux，b. latent heat flux)

4.4 模式对大气强迫场的敏感性分析

为了研究该湖模式对主要大气强迫场的误差所引起的模式计算的湖表温度的误差，设计了如下的敏感性试验：第一组，太阳辐射的误差设为±10%(约±30 W/m2)；第二组，强迫温度场的误差为±10%(约±3℃)；第三组，强迫的u、v风场误差为±10%(约±0.35 m/s)。测试结果见图 9，图 9a为太阳辐射(S↓)+10%的误差引起的湖表面温度的误差为+1.2%，-10%的误差引起的湖表面温度的误差为-2.5%，图 9b为大气2 m的空气温度(T2m)的+10%误差引起的模拟的湖表温度的误差为+2.3%，-10%的误差引起的湖表面温度的误差为-2.0%，图 9c为u、v风场的+10%的误差引起的湖表面温度的误差为-0.4%，-10%的误差引起的湖表面温度的误差为+0.5%。从以上结果可以看出，总体来说，模式结果对大气强迫的误差敏感度不高；相比之下，模式结果对风场最不敏感，对辐射和气温的敏感度相当。

图 9 模拟的2010年8月11—28日逐时的湖表面温度与观测的对比(a.改变太阳辐射，b.改变2 m空气温度，c.改变u、v风场；黑线代表观测；绿线代表输入的强迫场误差为-10%，蓝线代表不改变强迫场，红线代表输入的强迫场误差为+10%；单位：℃)Fig. 9 Hourly water suce temperature for 11-28 August 2010，observed(black line) and sensitivity-simulated with the forcing error of +10%(red line)or -10%(green line)under changes in(a)solar radiation，(b)2 m air temperature，and (c)u and v. Blue line is for no change in the forcing(unit:℃)

5 讨论和结论

采用一个一维的质量和能量守恒湖模式，利用太湖区获得的2010年8月11—28日的观测资料作为模式的强迫场，得出该湖模式对太湖区的模拟效果，但原模式模拟结果并不理想，模拟的湖的湖表面温度与观测有较大的系统性偏差，并且温度的日变化幅度与观测相比也小。之后进一步分析了该模式对太湖的模拟效果较差的原因。具体分析了太湖的生态环境和污染情况，设计了18个测试参数的敏感性试验，从敏感性试验的结果分析得到，适用于太湖的依赖于湖泊类型决定的3个参数的取值分别应为：η0=3×1.1925，β=0.8，z0用公式计算得到的值。并且，用新得到的适用于太湖的3个参数重新进行了模拟，并与原模拟结果和观测资料作对比，发现采用新参数后的模拟结果比原模拟结果有了很大的改进，模拟的湖表温度基本接近观测，模拟的湖水温度垂直剖面时间序列与观测吻合得较好，而且感、潜热通量的模拟也都与观测接近。最后，对输入湖模式的主要大气参量(太阳辐射、2 m气温以及风场)的±10%的误差引起的模式模拟的湖表面温度的误差分析表明，模拟结果对大气强迫的误差敏感度不高；相比之下，模拟结果对风场最不敏感，对辐射和气温的敏感度相当。通过该湖模式对大气强迫场误差敏感度分析，为下一步把该湖模式耦合到WRF模式中，分析由于模式的输入误差所引起的误差做好了准备。该湖模式在太湖的研究得出的结果，对今后该湖模式在相同类型湖泊的应用研究具有一定的指导和借鉴意义，并为下一步发展湖-气耦合模式和开展湖-气相互作用的研究提供了必备的前提条件。

在本研究中，对于参数β和η0值的确定，由于条件所限，采用的是用模式测试方法，并不能代表太湖湖水的真实状态，也没有观测数据验证，所以，在下一步的工作中，通过该敏感性分析得知这两个参数的重要性之后，如果可以用实际的观测值来取代，则将获得更加理想和真实的模拟结果。另外需要指出的是，由于本研究的时段为2010年8月11—28日，对于太湖其他时段参数的确定则需要进一步通过不同季节的试验加以确认；并且，该参数的获得是通过研究太湖得到的，具有一定的局限性，对于其他相同类型的湖泊的适用性仍需进一步的验证。致谢：研究所用的太湖水温、辐射及通量等各种观测资料要特别感谢江苏省基础研究计划(自然科学基金)面上研究项目(BK2011830)，长江学者和创新团队发展计划项目(PCSIRT)和江苏高校优势学科建设工程项目(PAPD)；国家自然科学基金：浅水湖泊陆面模型的发展及耦合应用(41275024)的支持。