[发明专利]基于站点的冻土指数确定方法及电子设备有效
申请号: | 201710944147.X | 申请日: | 2017-10-11 |
公开(公告)号: | CN107526904B | 公开(公告)日: | 2020-03-27 |
发明(设计)人: | 罗立辉;张中琼;马巍;庄艳丽 | 申请(专利权)人: | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
主分类号: | G06F30/20 | 分类号: | G06F30/20;G06Q10/06 |
代理公司: | 北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙) 11371 | 代理人: | 宋南 |
地址: | 730000 甘肃*** | 国省代码: | 甘肃;62 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 站点 冻土 指数 确定 方法 电子设备 | ||
1.一种基于站点的冻土指数确定方法,其特征在于,包括:
获取目标监测站点的历史监测数据,所述历史监测数据包括:预设时间段内所述目标监测站点采集的每日平均气温和每日平均地温以及土壤属性;
将所述每日平均气温、每日平均地温及土壤属性输入到预设的冻土指数模型中,得到所述目标监测站点所对应的多个温度相关的冻土指数及多个深度相关的冻土指数,所述预设的冻土指数模型包括多个用于计算温度相关的冻土指数的函数关系式和多个用于计算深度相关的冻土指数的函数关系式;
所述温度相关的冻土指数包括:大气融化日因子、大气冻结度日因子、地表融化日因子、地表冻结度日因子、年平均气温、年平均地表温度、年平均地温、季节性融化因子、季节性冻结因子、表面偏移、温度偏移、植被偏移、积雪偏移和多年冻土顶板温度;所述深度相关的冻土指数包括:活动层厚度和冻结深度;
用于计算所述大气融化日因子DDTa的函数关系式为:
其中,所述Ta为每日平均地温,n是每年的天数;
用于计算所述大气冻结度日因子DDFa的函数关系式为:
用于计算所述地表融化日因子DDTs的函数关系式为:
其中,所述Ts为每日平均气温;
用于计算所述地表冻结度日因子DDFS的函数关系式为:
用于计算所述季节性融化因子nt的函数关系式为:
用于计算确定所述季节性冻结因子nf的函数关系式为:
用于计算所述年平均气温MAAT的函数关系式为:
其中,P为365天;
用于计算所述年平均地表温度MAGST的函数关系式为:
用于计算所述年平均地温MAGT的函数关系式为:
其中,
As为地表年温度振幅,As=Tmax-Tmin,Tmax为地表年最大气温,Tmin为地表年最低气温;λ为热导率,C为比热容;z为土壤深度;
用于计算所述多年冻土顶板温度TTOP的函数关系式为:
其中,λt为土壤融化状态下的热导率;λf为土壤冻结状态下的热导率;
或者,
其中,numerator为TTOPK计算公式的分子;
所述历史监测数据还包括:预设时间段内所述目标监测站点采集的植被温度和积雪温度;
所述表面偏移根据所述年平均地表温度和所述年平均气温之间的偏差值确定;
所述温度偏移根据多年冻土顶板温度和所述年平均地表温度之间的偏差值确定;
所述植被偏移根据所述植被温度的年平均偏差量确定;
所述积雪偏移根据所述积雪温度的年平均偏差量确定;
用于计算所述冻结深度Freeze_depth的函数关系式为:
其中,L为潜热,ρ为干物质密度,W为融化状态下的土壤含水量,Wu为冻结状态下的土壤非冻水含量;
潜热L的表达式为:
2.根据权利要求1所述的基于站点的冻土指数确定方法,其特征在于,
用于计算所述活动层厚度ALTS的函数关系式为:
或者,用于计算所述活动层厚度ALTK的函数关系式:
其中,TTOPK为多年冻土顶板温度;
Tz为某一土壤深度的温度,CT为融化状态下的体积热容量;
λf为冻结状态下的热导率,Psn为温度波动周期。
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