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本文运用国际能量平衡实验（EBEX-2000）的近地层廓线、湍流、净辐射和土壤观测资料，对近地层风温湿廓线结构、湍流结构以及能量平衡特征进行了分析，重点研究了灌溉导致的多尺度热力非均匀下垫面条件下，来自外部的平流和大尺度涡旋对局地湍流结构的影响、与局地活跃湍流的相互作用以及对地表通量和能量平衡的影响。本文的主要结论如下：
（1）热力非均匀下垫面近地层廓线结构特征。近地层温度和风速都具有明显的日变化规律，越贴近地面的层结温度和风速的日变化规律越明显。灌溉导致的热力非均匀性较强时，近地层出现稳定逆温层结，揭示了热内边界层的存在。近地层湿度的垂直分布特征与热内边界层的存在相关性不明显，但是灌溉后近地层各层空气湿度明显大于无灌溉时。
（2）热力非均匀下垫面近地层湍流特征。有无热内边界层存在时，湍流宏观量都具有明显的日变化规律。湍流宏观量与稳定度有一定的相关性，但是数据离散度较高，说明M-O相似理论在扰动近地层并不完全适用。从湍流谱特征来看：近地层湍流由两种尺度的涡旋组成，较大尺度的涡旋来自于外层，较小尺度的涡旋由局地生成；低频湍流遵循OLS模型，能谱的峰值频率在两个高度趋于一致；高频湍流符合局地各向同性湍流理论。多尺度的热力非均匀性导致湍流谱的低频部分出现多峰值，峰值频率对应的涡旋尺度与热力非均匀性的尺度有较好的对应关系，主要的三个涡旋尺度分别为1000
m、500 m和200 m。大尺度涡旋对局地湍流的影响：上层大于下层，不稳定时大于稳定时。
（3）热力非均匀下垫面近地层湍流热通量和能量平衡特征。灌溉导致的热内边界层使得近地层感热通量受到抑制，潜热通量出现波动，该现象在8.7 m比2.7 m更为显著。灌溉导致土壤蓄热能力增强，从日累积土壤热通量和热储存来看，潮湿的土壤向大气释放热量。向大气释放热量的土壤和受抑制的感热通量共同作用，导致灌溉后有热内边界层存在时地表能量闭合度偏低，能量平衡比率约0.65；地表干旱无热内边界层存在时，能量平衡比率约0.70。本实验中，因为空气湿度较大，Schotanus订正对感热通量的计算有着重要意义，其订正量日平均值约为-8 W/㎡，占净辐射的约4％；Webb订正量日平均值只有2 W/㎡，对能量平衡的影响很小。