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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

大气边界层是地球——大气之间物质和能量交换的桥梁，地表提供的物质和能量主要消耗和扩散在大气边界层内，全球变化的区域响应以及地表变化和人类活动对气候的影响也是通过大气边界层过程来实现的(chen et al., 2012)。湍流是大气边界层中主要的运动形态，因此，准确描述近地层湍流通量运动规律，对天气过程的演变、模式预报和气候预测的研究都十分重要。

大气边界层和大气边界层之上的大气状态都强烈依赖于近地层湍流通量（ban et al., 2010）。近地层的湍流通量交换是地表和大气之间相互作用的重要过程，其中，动量通量直接影响到边界层中风速的大小，热量通量则改变大气温度，潜热通量（水汽通量）则提供水汽进入大气进而引发降水和潜热释放等一系列复杂的物理过程（best et al., 2011）。此外，一些温室气体（如二氧化碳）通量对气候模拟和农业气象的影响举足轻重（kiehl and briegleb, 1993;rosenzweigand hillel, 1998）。所以，近地层湍流通量是众多数值天气预报和气候模型的重要参数，也是农业生态系统研究和大气环境研究中的重要指标。气候和中尺度数值模拟结果，特别是影响天气的精细预报，对近地层动量和热量通量极为敏感（gao et al., 2003）。因此，研究近地层湍流通量的运动规律及能量交换特征是一项十分重要的课题。

稻麦轮作系统在东南亚地区无处不见，大概占据了2400万公顷的地方，在中国主要分布在江苏、安徽、湖北和四川省等地（chen et al., 2015），它不仅是农田生态系统的主要组成，也是陆地生态系统的重要部分。我们的试验主要研究的是中国最重要的农业生产区之一长江中下游平原稻麦轮作生态系统的能量收支、辐射等的季节性变化与年际性变化，旨在加深对稻麦轮作系统不同下垫面的近地层大气湍流运动规律及能量交换特征的认识，为模型参数的设置提供参考。

国内外研究现状

自从上个世纪50年代晚期到60年代早期，涡动协方差法（下面简称ec）已开始用作直接测量陆地表面与大气之间的湍流通量，它以高频响应的方式提供可靠的通量测量，目前已经成为探测生态系统中碳、水、能量交换的标准化工具（baldocchi,2008;baldocchiand meyers,1998）。过去的几十年里，基于不同的植被表面例如森林、短草、水稻、玉米、大豆等都使用这一方法进行了大量的能量平衡与蒸散发方面的研究，研究范围覆盖了全球（gao et al.,2009）。

2. 研究的基本内容

本课题的研究资料主要来自2015年6月到2017年5月东台市南沈灶稻麦轮作系统野外观测站近地层涡度相关资料，该站位于中国江苏省盐城市东台县（32.76n,120.47e;海拔4 m ），主要研究了长江中下游地区农田生态系统近地层下垫面地气之间物质与能量的交换特征，特别利用涡度相关资料分析：（1）东台稻麦轮作系统辐射平衡、能量分配、湍流通量的季节性变化以及年际变化；（2）利用统计分析方法研究湍流通量（显热和潜热）与有效能量（净辐射、土壤热通量、冠层热储量）的关系,具体描述小麦和稻田生态系统能量平衡状况，并对不同农作物下垫面（水稻、小麦）的能量闭合特征进行分析。

（3）比较不同农作物在各生长季的能量分配。

为准确评估小麦及稻田生态系统与大气之间的物质与能量交换提供依据。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

第1周：确定论文主题方向，进行论文题目的筛选。 第2周：以论文题目为核心，查阅国内外参考文献。 第3周：对已搜集的资料加以整理，论证分析论文的可行性、实际性，将论文题目和大致范围确定下来，撰写开题报告。 第4周：整合已有资料、构筑论文的大纲。 第5—8周：根据查找的数据和相关资料，绘制图表，分析数据，并进行深入详实的论文编写工作，对论文编写过程中所发现的问题，研究其解决方案，推敲整合，并进行修改完善，准备论文中期检查。 第9-13周：完成论文的初稿部分，向指导老师寻求意见，优化论文的结构，润色语句，修改不当之处，补充不足之处。 第14-15周：论文资料整合，最终定稿，为最终的答辩做好各方面准备，熟悉论文内容，增强自己对论文内容的把握，进行一定的思维发散，设计论文答辩。 第16周：论文答辩。

4. 参考文献

[1] gao, z., et al., modelingof surface energy partitioning, surface temperature, and soil wetness in thetibetan prairie using the simple biosphere model 2 (sib2). journal ofgeophysical research: atmospheres, 2004. 109(d6).

[2] gu, l., et al.,direct and indirect effects of atmospheric conditions and soil moisture onsurface energy partitioning revealed by a prolonged drought at a temperateforest site. journal of geophysical research: atmospheres, 2006. 111(d16).

[3] chen,x., et al., seasonal and interannual variation of radiation and energy fluxesover a rain-fed cropland in the semi-arid area of loess plateau, northwesternchina. atmospheric research, 2016. 176: p. 240-253.