塔克拉玛干沙漠荒漠过渡带空气动力学粗糙度分析

根据塔克拉玛干沙漠北缘荒漠过渡带哈德、肖塘2个试验点的风、温梯度观测数据,利用风速比法计算了中性大气层结、无风沙运动条件的空气动力学粗糙度[WTBX](z0),并分析探讨z0[WTBZ]与下垫面状况、大气稳定度及风速的相互关系。结果表明：哈德、肖塘中性条件下z₀的取值范围分别为 1.81×10^-11～1.20×10^-3m,1.00×10^-11～1.65×10^-3m,平均值为2.70×10^-5m 和6.05×10^-5m,与平坦沙面的值较为接近;z₀随下垫面性质变化明显;空气动力学粗糙度总体上随着理查逊数(R_i)增大而变大,但又呈现出一定的离散程度;空气动力学粗糙度与2 m高度风速呈显著的负指数关系;大气稳定度对空气动力学粗糙度的影响作用有待于进一步确定。      

西伯利亚落叶松树轮稳定碳同位素对气候的响应

利用采自阿尔泰山南坡东段正格采点的西伯利亚落叶松树轮样本,建立树轮宽度年表,对比宽度年表,按照树轮稳定碳同位素研究步骤,提取树轮稳定碳同位素序列（δ¹³C）和去趋势序列（DS）。分析表明：阿尔泰山南坡东部近160 a西伯利亚落叶松树轮δ¹³C变化于-22.8‰～-25.4‰,平均值为-24.0‰,变差系数-0.017。相关分析表明：正格采点树轮宽度序列对各气候要素相关不显著;树轮去趋势序列（DS）对前期气候因子的响应也不敏感;在生长季内（5~9月）,树轮去趋势序列（DS）与富蕴气象站平均气温、平均最高气温和平均相对湿度有较好的相关性,树木生长季内的平均气温、平均最高气温与树轮去趋势序列（DS）显著正相关,6~7月平均最高气温与去趋势序列（DS）相关达到0.611（P<0.000 001);与生长季内平均相对湿度呈负相关关系,其中6~7月相对湿度与去趋势序列（DS）相关最高(r=-0.493, P<0.001),与7月降水量呈负相关关系(r=-0.459, P<0.01)。生长季内的平均最高气温和相对湿度对阿尔泰山西伯利亚落叶松树轮δ¹³C的响应最为敏感,阿尔泰山西伯利亚落叶松树木碳同位素分馏的主要控制因子为6~7月的平均最高气温,降水对树轮稳定碳同位素影响不大,相对湿度对树轮稳定碳同位素没有直接影响。     

塔克拉玛干沙漠北缘荒漠过渡带风沙流结构特征分析

利用多种集沙仪,通过野外实时输沙观测,对塔克拉玛干沙漠北缘荒漠过渡带的地表风沙流特征进行了分析,结果表明：① 100 cm高度范围内,总输沙量的47.3%分布在30 cm高度内,这一比例小于前人的研究结果;输沙量随高度的变化比较符合幂函数分布。② 风沙流输沙的粒径以细砂、极细砂与粉砂为主,各高度层所占比例均达99%以上;风沙流输沙平均粒径随高度增加而减小,沙尘的含量随高度增加呈现“象鼻”状分布。③ 风沙流中贴地层风速廓线受风沙相互作用的影响,不再符合对数分布,更加符合幂函数u=az^b分布。     

策勒绿洲-荒漠过渡带风沙前沿近地面不同方向的输沙特征

利用策勒绿洲-荒漠过渡带风沙前沿输沙资料及风速风向资料,分析这一区域近地面输沙的方向分布特征。结果表明：① 风沙前沿起沙风风向以W、WNW为主,风向变化比较单一;② 观测点输沙量集中于NW、WNW、W、SW、WSW 5个方位,合计占总输沙量的68.3%;0～40 cm高度年输沙量为96.0 kg,年合成输沙量为45.9 kg,合成输沙方向为102.5°;③ 观测点年输沙势为43.2 VU,年合成输沙势为31.04 VU,输沙势的方向分布与实测输沙量存在较大差异。     

乌鲁木齐冬季大气中黑碳气溶胶污染特征

利用乌鲁木齐大气成分站观测的黑碳（BC）气溶胶质量浓度、主要污染物浓度以及相关气象资料,对该地区冬季BC类气溶胶的日变化、小时变化及影响因子进行分析。结果表明： 乌鲁木齐冬季BC质量浓度平均为6.55 μg/m³,日较差较大,与API、PM₁₀、PM_2.5、PM_1.0、NO_x的日变化具有较好的相关性;BC质量浓度的小时变化具有明显的双峰特征,这与机动车排放污染、居民活动和冬季采暖燃煤等相关联; BC质量浓度出现频率主要在2～9 μg/m³,占所有观测的60%; 乌鲁木齐冬季BC质量浓度明显高于国外某些城市,与国内同类大城市的观测结果比较,其浓度相对较低;冬季从北、西北方向过来的气团易造成BC高污染;风速大于1.0 m/s时,BC质量浓度开始下降,下降幅度接近50％,当风速超过2 m/s时,风速与BC质量浓度之间没有明显相关性;工作日BC质量浓度略高于周末,周末BC质量浓度曲线比工作日推迟1 h左右。     

天山地形对新疆大风和降温天气作用的数值模拟研究

2009年5月24日夜间～26日夜间,新疆地区自西向东出现了明显的降水、大风、降温天气过程。为研究此次天气过程中天山地形的作用,文中用WRFV3.1模式对其进行了数值模拟,并通过改变天山山脉的地形高度设计了一组敏感性试验,分析了天山地形对此次强天气过程中大风和降温的影响。结果表明,天山山脉地形对准格尔盆地西北部直至天山山脉北侧的气流有明显的阻挡与减缓作用,对三十里风区、百里风区、汗腾格里峰北坡强风带的形成有直接而重要的作用;地形高度越高,产生垂直运动的地形抬升机制越强,地形强迫抬升作用产生的垂直上升运动越剧烈;天山山脉明显地减轻了寒潮天气过程中南疆塔里木盆地的降温幅度,对准格尔盆地北部的寒潮降温幅度也有一定的减缓作用,对塔里木盆地的"保温"作用较准格尔盆地明显。     

东疆兰新铁路沿线大风特征及风压研究

选取东疆兰新铁路沿线及周边8个气象站的大风资料,分析了东疆兰新铁路沿线近50a(1961-2010)大风日数的空间分布及其年、季分布特征,计算了50a一遇和100a一遇的最大风速和风压。结果表明:大风日数中心集中在"三十里风区"的达坂城地区和"百里风区"的十三间房地区,年、季变化明显;铁路沿线50a、100a一遇和实测最大风速与风压出现在十三间房地区。此外,还对东疆兰新铁路沿线的防风问题给予了一定的建议。     

塔克拉玛干沙漠腹地自然沙面与人工绿地不同季节局地气候的差异性

[目的]开展塔克拉玛干沙漠腹地自然沙面与人工绿地不同季节局地气候差异性研究,通过观测数据的解析,反映出沙漠与绿地区之间小气候变化的互馈机制,为沙漠区域人工绿地的可持续发展提供理论支持。[方法]利用塔克拉玛干沙漠腹地流动沙丘—人工绿地不同下垫面4个气象站的同步加密观测资料,分析自然沙面与人工绿地的小气候特征差异,初步探讨产生这些差异的原因。[结果]沙漠区对气温的升降速率响应快,绿洲区对气温的变化幅度响应显著;四季在增温时段绿洲相对于沙漠属冷岛,降温时段属热岛;夏季比湿最大,冬季最小,绿洲区相对于沙漠区在秋季湿岛效应持续时间最长,强度最大;春、夏、秋季凌晨至日出时段,绿洲上游边界呈现湿岛效应特征,绿洲下游边界四季全天均表现为湿岛效应;沙漠区域风速日变化极值出现时间早于绿洲区,风速变化范围沙漠区最大,绿洲区最小,在春、夏季,绿洲核心区风速递减率大于绿洲上游边界。[结论]下垫面的差异对小气候影响是十分显著的,绿洲区存在较强的"冷岛效应"和"湿岛效应"。     

塔中人工绿地与自然沙面感热通量和潜热通量差异性研究

文中利用新疆塔中站2013年5月、6月的三维风速、温度和水汽脉动资料,运用涡旋相关计算法得出了塔中人工绿地与自然沙面感热通量、潜热通量.结果表明,塔中地区人工绿地与自然沙面地表热量输送主要是以感热输送为主,人工绿地最大感热通量变化范围160-220W·m-2,自然沙面变化范围170-270W·m-2,自然沙面感热通量高于人工绿地,并且变化幅度较大,6时之前感热通量为负值,之后出现正值,19时左右变为负值,即它的符号改变出现在日出、日落前后.人工绿地与自然沙面潜热通量相比,人工绿地潜热通量高于自然沙面,自然沙面潜热通量最大值变化范围10-80W·m-2,人工绿地变化范围30-80W·m-2,并且自然沙面潜热通量的变化幅度较大.     

昌吉地区作物生长季潜在蒸散量变化特征及影响因子

本文探究昌吉地区1963—2020年作物生长季蒸散量变化特征,为该地区水资源优化管理、作物合理布局、农业灌溉规划以及水资源开发利用提供依据。根据昌吉地区8个气象站点1963—2020年的气象数据,采用Thornthwaite法、气候倾向法、M-K检验法、小波分析法分析潜在蒸散量的时空变化特征,结合相关分析探讨气候因子对其影响。结果表明：（1）在时间尺度上,昌吉地区作物生长季潜在蒸散量增加趋势显著,变化率为2.3 mm/10 a,多年平均值为876 mm;8个气象站点潜在蒸散量都呈现增加趋势;（2）在空间尺度上,昌吉地区作物生长季内潜在蒸散量由西向东呈递减趋势。整体呈先减少后增加的变化趋势;（3）西部在2009年、中部在1994年、东部在2013年发生突变,昌吉地区突变发生在1997年,中部和昌吉地区突变早于西部和东部;周期变化显示,昌吉地区作物生长季潜在蒸散量有3.7~4.2年变化周期;（4）影响昌吉地区作物生长季潜在蒸散量主要因素是气温,其中最低气温逐年升高导致潜在蒸散量逐年增加的贡献最大,其他气候因子的变化对潜在蒸散量起着削弱作用。