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在复杂地形中，风况影响能量和物质传输，也干扰涡度相关通量（EC）测量。研究人员利用清原克尔塔开展山区森林风况及其驱动因素研究。结果显示，生长季峰值时风况与典型热致风环流不符，受背景风影响大。该研究有助于理解通量测量，控制数据质量。
在广袤的大自然中，山区森林就像一座神秘的生态宝库，隐藏着无数的奥秘。在这片绿色天地里，风的流动看似无形，却在生态系统与大气之间的物质和能量交换中扮演着至关重要的角色。热诱导的风循环是山区气象的重要特征，它如同一只无形的大手，操控着能量和各种物质在复杂地形中的传输。
以往，科学家们主要依靠涡度相关（EC）技术来测量植被与大气之间的气体和能量交换。然而，在复杂的山区环境中，这一技术却面临着诸多挑战。山谷风环流引发的平流现象，尤其是在晴朗平静的夜晚，当湍流混合较弱时，会严重干扰 EC 测量的准确性。而且，森林冠层就像一个复杂的 “屏障”，不仅影响风速，还会导致混合层与大气边界层之间的解耦，进一步增加了测量的难度。基于单一观测高度的通量测量，在植物生长季节可能会系统性地低估林下物质传输。此外，不同森林冠层的风况差异巨大，仅靠单塔测量难以全面了解风况特征，这使得科学家们在理解通量测量、控制数据质量以及解释净生态系统二氧化碳交换（NEE）的测量误差等方面遇到了重重困难。
为了揭开山区森林风况的神秘面纱，解决这些棘手的问题，来自清原森林生态系统国家野外科学观测研究站的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们依托清原克尔塔（位于山谷中的三座通量塔：T1 为混交阔叶林、T2 为蒙古栎林、T3 为落叶松人工林），利用 2020 年的风数据，对生长季峰值时期风的日变化及其驱动力进行了深入探究。
研究人员运用了多种关键技术方法。其中，长期的风数据监测是核心技术之一，通过清原克尔塔上的设备，持续收集不同高度的风数据，为后续分析提供了丰富的原始资料。此外，数据分析方法也至关重要，研究人员运用统计分析和拟合等手段，挖掘数据背后的规律，从而揭示风况特征和影响因素。
研究结果如下：
- 风向变化：在白天，三座塔沿垂直梯度的风向各不相同。T1 站点树冠上方常出现下坡风，下方则以上坡风为主；T2 站点各测量高度均以上坡风为主，且风向垂直变化小，随着测量高度增加，上风谷风频率上升（R2=0.83，P < 0.01）；T3 站点树冠上方以下坡风为主。在夜间，T1、T2 和 T3 分别以谷风、上坡风、下坡风为主。并且，沿垂直梯度还观测到不同程度的风向切变，这表明树冠上下的风向经常解耦。
- 风速变化：T1 和 T2 的风速廓线相似，都随着高度增加而单调增加；而 T3 的风速廓线呈 “S” 形，在树干空间出现次最大值。
- 风况的影响因素：总体而言，在生长季峰值时，该地区的风况并不符合典型的热诱导风环流特征。相似性分析表明，风况受强背景风影响较大。此外，频繁的多云天气和较弱的太阳辐射不利于热诱导环流的形成。
- 对 NEE 测量的影响：风况、热梯度以及 CO2浓度和通量的模式共同表明，T3 站点可能频繁出现强烈的浅层排水流，这可能导致夜间 NEE 被低估；而 T1 和 T2 站点的排水流预计较弱。
研究结论和讨论部分指出，该研究对理解山区森林生态系统与大气之间的相互作用具有重要意义。通过揭示风况特征及其驱动因素，为准确测量 NEE 提供了更深入的认识，有助于在不同地形和天气条件下更好地控制通量数据质量。同时，研究结果也为新通量塔的选址提供了有价值的参考，帮助科学家们更合理地选择观测站点，提高通量测量的准确性和可靠性。这项研究成果发表在《Agricultural and Forest Meteorology》上，为该领域的研究开辟了新的方向，让人们对山区森林风况有了更全面、更深入的理解，也为后续相关研究奠定了坚实的基础 。
