巴丹吉林沙漠北缘沙尘天气过程中近地面气象要素变化及风沙流结构分析
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0 . 0 5 、 一 0 . 1 、 一 0 . 2 、 一 0 . 4
0 , - 0 . 0 5 、 一 0 . 1 、 一 0 . 2 、 一 0 . 4
风 蚀 传 感 器 数 采 器
Hl l — L I N
0 . 0 5 、 0 . 1
近2 0 a , 随着 我 国北 方数 次 破 坏 性较 强 沙 尘 天 气 的发 生 , 沙 尘暴 也得 到 了系统 研究 。 众 多学 者分 析
了我国沙尘天气的气候特征及空间分布差异 ,均认
为 西北 干旱 、 半 干旱地 区是 沙尘 暴 的频发 区 , 其 中河
西走廊 、 阿拉善高原 、 南疆盆地南缘及 内蒙古中部是
沙 尘暴 的主 要源 区[ 6 - - 9 ] 。胡 隐樵 等分 析 了强沙 尘暴 过
袤的干旱 、 半干旱地区, 能够对工农生产 、 交通运输 、 人 民生活和身体健康等多方面产生严重危害 f 5 ] , 因 此 对沙 尘暴 的研 究逐 渐成 为 国 内外 众 多学者 关注 的 焦 点 问题之 一 。
7 . 拐子湖气象站 , 内蒙古
摘 要: 利用 2 0 1 3 年春季在巴丹吉林沙漠北缘拐子湖地 区的沙尘暴加强观测资料 , 对比分 析 该地 区典型 流动 沙 面晴天 、扬 沙和 沙 尘暴 三 种天 气 背景 下各 气象要 素 的变化特 征及 差 异 , 以
便 进 一 步 了解 沙 尘天 气过 程 中近 地层 风 沙活动 特征 。 结果表 明: 随风速 增加 沙尘天 气 强度 逐 步 提 升且 沙尘天 气 来临前 风速 、 风 向均表 现 出明 显的调 整现 象 , 风 向调整 时风 速减 弱 , 此后爆 发 过 程 中风速 、 风 向相 对稳 定 。随沙 尘天 气强度 增加 气 温逐 渐 减 小 , 同时地 面 气压 不 断升 高。悬 浮的 沙尘颗 粒 削弱 了到 达地 面的 太阳辐 射 , 进 而导 致研 究 区各 层 地 温有 减 小趋 势 , 但 减 小程度 相 对 较弱, 使 沙 尘天 气下各层 地 温仍保 持 良好 的梯度 变化 和 正 弦型 日变化趋 势 。春 季该研 究 区起 沙 风速 为 6 . 5 m / s , 输 沙通量 垂直 分布状 况在 2 0 e m 左右具 有 明显 的分段 现 象 。 地表 1 0 0 e m 内总输
研 ,
叉
第 9卷 第 4期 2 0 1 5年 8月
沙 漠 与 绿 洲 气 象
De s e r t a n d Oa s i s Me t e o r o l o g y
杨帆 , 郑 新梅 , 努 尔阿米娜 ・ 依 明, 等. 巴丹吉林沙漠北缘沙尘天气过程中近地面气象要素变化及风沙流结构分析 沙漠与绿洲 气
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沙 漠 与 绿 洲 气 象
D — — — — e s 。 。 e 。 ‘ 。 r 。 。 t ’ 。 。 。 。 a 。 。 。 n 。 。 。 。 。 d 。 。 。 。 。 。 O 。 。 。 a 。 。 。 s 。 。 。 。 。 i s 。 。 。 。 。 M 。 。 。 。 。 。 e 。 。 。 。 t 。 。 。 e ’ ’ 。 o ’ 。 。 r 。 。 、 o 。 l — o — — g ’ — — y
沙量的 5 0 %和 9 0 %分别集中在地表 2 0 e m和 5 6 e m高度 以内。观测期间整个 5月地表 0 1 0 0
e m 高度 内的输 沙通 量为 1 9 5 . 1 3 k g / m。
关 键词 : 巴丹 吉林 沙漠; 沙尘天 气; 气 象要 素; 起 沙风速 ; 风 沙流 结构 中图分 类号 : P 4 5 8 文献 标识 码 : B 文章编 号 : 1 0 0 2 — 0 7 9 9 ( 2 0 1 5 ) 0 4 — 0 0 6 7 — 0 8
杨 帆 , 郑新倩 , 努尔阿米娜 ・ 依 明 , 阿吉买买提 ・ 日西提 , 杨 兵 , 王 会 青
王
( 1 . 中国气 象局乌鲁木 齐沙漠气象研 究所 , 新疆
新疆 塔中8 4 1 0 0 0 ; 3 . 新疆农业 气象台, 新疆
毅’ , 崔勇超 s
乌鲁木 齐 8 3 0 0 0 2 ; 2 . 塔 克拉玛干 沙漠 大气环境观测试验 站,
乌鲁木 齐 8 3 0 0 0 2 ; 4 . 喀什地 区气象局 , 新疆 阿拉善盟 7 3 5 4 0 0 ) 喀什 8 4 4 0 0 0 ;
5 . 乌鲁木齐市米 东区环境保护局 , 新疆 鸟鲁木 齐 8 3 1 4 0 0 ; 6 . 皮山县 气象局 , 新疆 皮山 8 4 5 1 5 0 ;
缘拐子湖地 区沙尘暴加强观测资料 ,通过对 比分析 典型 流动 沙面在 晴天 、扬 沙和沙 尘暴 三种 天气背 景
下各气 象 要素 的变化 及差 异 ,以便进 一步 了解 沙尘 天气 过程 中近地 层 风沙活 动特 征 ,这对 于深入 理解 沙 尘 暴 的 形 成 和危 害及 沙 物 质 的输 送 具 有 重 要 意
观 测 高 度 / m
0 . 5 、 1 、 2 , 4 、 1 0
2 、 1 0
0 . 5 、 1 、 2 , 4 、 1 0
若羌 ,对 自 然条件下的风沙活动开展了较为长期的 野 外 观测 切 。这 对于 评价 沙 尘灾 害 和 提 出合 理 防
治 措施 , 分析 沙尘暴 的发 生 、 演 变 和消弱有 着 十分重 要 的意义 。总体 来 说 , 目前 对 沙尘 暴 的时 空分 布 、 形 成 和 发展 机制 、 监测 、 预报 模 拟 、 变 化 趋势 及 对环 境和气 候 的影 响等方 面均有 报道 且近地 层风 沙活 动 多集 中于室 内风 动模拟 或短期 野外 观测 ,但 对于沙 尘 暴过 程 中各气 象要 素 的变 化及 恶劣沙 尘 天气下 的
象, 2 0 1 5 , 9 ( 4 ) : 6 7 — 7 4 . d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 2 — 0 7 9 9 . 2 0 1 5 . 0 4 . O 1 1
巴丹吉林沙漠北缘沙尘天气过程中近地面 气象要素变化及风沙流结构分析
暴 的发 生 与冷 空 气 的 活 动及 其 产 生 的 大 风 密 切 联
系,多发生在午后到傍晚地面处于明显 的热力不稳 定状态 , 热对 流发 展最 为 强 盛 , 若 遇 冷 空气 过 境 , 极 易激 发热 对 流发 展从 而 产生 沙尘 暴 天气 。胡泽 勇 【 1 2 1 分析了敦煌地区一次沙尘暴过境时地面气象要素的 变 化情 况 ,指 出沙尘 暴 发生前 后 各气 象要 素均 有 明
波动调整加速过程且高温低湿 的地面状态有利于 地表 起 沙 。 在 风沙 活动 方面 , D o n g等㈣和俎瑞平 等l l 5 ] 在塔 克拉 玛干 沙漠周 边及 腹地进 行 了大量 研究 。何
清 、杨兴 华等 以塔 克拉玛 干沙 漠大气 环境 观测试 验
站 为基 地 , 涵 盖沙漠 腹地 塔 中 , 北缘 肖塘 、 哈德 , 东缘
第 9卷 第 4期
2 0 1 5年 8月
显变 化且 地表 能 量平衡 关 系被 打破 。胡 文峰 等 _ l 3 ] 对 内蒙 古拐 子湖地 区沙尘 暴过 程 中近地 面气 象要素 进 行 分析 , 发 现 沙尘 暴 过 境 前 风速 、 风 向要 经 过 一 个
面 积为 4 c m , 空气 中 的沙 物质 在通过 采样 口时 可被 收集 在相应 的积沙盒 中 ,于每 次沙尘 天气 结束 后 收 取 沙样并 称重 。
表 1 观测设备及型号
设 备 名 称
风 速 仪 风 向 仪 空 气 温 湿 度
型 号
O I O C — I 0 2 O C 一 1 H MP 4 5 C C S 1 O 0
生 产 厂 家
M e t O n e I n s t r u m e n t s . I n c . M e t O n e I n s t r u m e n t s . I n c . V A 1 S A L A S e t r a S y s t e ms . I n e .
风沙 活动特 征 的研究却 略显 不足 。
气 压 传 感 器 四 分 量 辐 射 传 感 器 土 壤 湿 度
土 壤 温 度
2 1 . 5
—
N R O 1 C S 6 1 6
l 0 9 L
H u k s e n U X T h e r m a l S e n s o r s B . V C a m p b e l l
外 观 测研 究 。E — m a i l : y a n g f a n 3 0 9 @ y e a h . n e t
程 的微气象特征 , 并指出大尺度的天气形势 、 中尺度 的干飑 线 以及局 地热 力不 稳定 的相 互作 用是 引起 黑
风 暴 形成 和 发 展 的物 理机 制 【 】 O l 。牛 生杰 [ 1 1 ] 认 为 沙 尘
区, 整体处于巴丹吉林沙漠北缘的戈壁沙漠中, 属典 型 的 内陆 温带 荒 漠气 候 , 干旱 少 雨 , 蒸发量大 , 年平
义, 并对于改善人类生存环境具有现实意义 。
1 数据 来源 与研 究方 法
度为 1 0 0 m。通过这三种天气条件下各气象要素对 比 ,从 而 了解 沙尘 天气过 程对 近地 面气 象要素 的影 响 ,以便 对沙 尘天 气过 程 中的风沙 活动 特征有 进一
步认识 。
拐 子湖位 于 内蒙古 自治 区阿拉 善盟 额济 纳旗地
收稿 日期 : 2 0 1 4 — 0 4 — 3 0 ; 修回 日期 : 2 0 1 4 — 1 0 — 2 7
基金 项 目: 国家 自然科学基金 ( 4 1 1 7 5 0 1 7 、 4 1 1 7 5 1 4 0 ) ; 中国沙漠气象 科学研究基 金( S Q J 2 0 1 2 0 1 5 ) ; 公益性行业专 项( G Y HY 2 0 1 3 0 6 0 6 6 ) 联 合资助 。 作者 简介 : 杨帆( 1 9 8 7 一 ) , 男, 助理研究员 , 主要从事地气 相互作 用野