SEBS模型在塔克拉玛干沙漠地区地表能量通量估算中的应用

利用SEBS(Surface Energy Balance System)模型,对塔克拉玛干沙漠及周边地区的地表能量通量进行模拟估算。通过修正适合于塔克拉玛干沙漠地表的参数化方案,结合该地区的MODIS遥感数据,将同期同化气象资料输入模型中,模拟出该地区的地表净辐射、地表土壤热通量、感热通量和潜热通量的空间分布。与塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站的实测数据对比,得出:1)SEBS模型在塔克拉玛干沙漠地区具有适用性;2)模型反演的沙漠腹地净辐射约为350W/m~2,感热通量在200W/m~2左右,潜热通量在±20W/m~2之间,其结果均与塔中站实测资料吻合较好。因此利用参数修正后的SEBS模型估计塔克拉玛干沙漠地区能量平衡各分量具有一定精度,可满足区域地表能量通量的计算要求。     

塔克拉玛干沙漠肖塘地区1995年气候及其影响评价

本文通过对１９９５年１￣１２月塔克拉玛干沙漠肖塘气象观测站资料统计，分析结果肖塘年降水汨００．２ｍｍ，年平均气温１１．１℃，极端最高气温４２．８℃，出现炎热高温天气４９天，沙尘暴天气５３天，年平均风速２．６ｍ／ｓ，最大风速１９．０ｍ／ｓ，盛行ＮＥ风。与同期北缘山前绿洲轮台的资料对比，表明沙漠冬季“冷湖”和夏季“热锅”效应显著，绿洲降水多于沙漠，沙漠蒸发多于绿洲。最后针对塔里木油气开发建设给出当年度     

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.     

西北地区冬季地面风速特征及其与春夏季地表感热的关系

利用EOF、气候突变检测及相关统计方法,分析我国西北地区近37年（1970-2006）冬季地面风速的时空异常,并对近25年（1982-2006）西北干旱区春、夏季地表感热的时空异常变化及其与前期冬季风速的关系进行相应的研究。结果表明：近25年西北地区冬季风速下降趋势显著,20世纪70年代冬季地面风速普遍较大,80年代风...     

塔克拉玛干沙漠不同土壤发育条件下土壤性状特征

本文将塔克拉玛干沙漠土壤发条条件分为稳定，不稳定，极不稳定三类，它们对于土生状有着不同的影响。在稳定的土壤发育条件下，土壤剖面有可以鉴别的诊断层，其中一性状特征沿剖面分异明显。在不稳定土壤发育条件下，土壤的诊断层表现不突出，造成它的性状特征沿剖面分异不十分明显。     

中国北方沙尘暴的气候特征及其对春季青藏高原地面感热异常的响应

选用中国185个常规气象观测站,建站～2000年历年沙尘暴日数资料,分析了近50年来中国北方沙尘暴的气候特征及其对青藏高原地面感热异常的响应。结果表明虽然单个沙尘暴过程属于一次中尺度天气过程,但年沙尘暴日数具有较好的空间一致性,在空间上有五个自然尘源区,即河西走廊、南疆盆地南缘、阿拉善高原、鄂尔多斯高原和浑善达克沙地等沙尘暴高发区。比较近50年来中国沙尘暴日数的年代际变化,总体趋势在减少,20世纪90年代是近5个年代中最少的。但20世纪末至21世纪初,中国沙尘暴日数有明显的回升趋势。进一步研究表明,中国沙尘暴与春季青藏高原地面感热关系密切,当春季青藏高原地面感热呈EOF1模态时,当年中国北方沙尘暴日数明显较常年偏多。     

塔克拉玛干沙漠北缘沙尘暴源区地表沉积物粒度特征

研究表明,在肖塘地区,地表沙主要以细砂(0.125～0.25 mm)为主,占48.35%,极细砂(0.062 5～0.125 mm)占30.05%,中砂(0.25～0.5 mm)占14.34%,粉砂(0.003 9～0.062 5 mm)占6.09%,同时丘间沙有黏土(0.000 02～0.003 9 mm)存在,含量在0.5%～0.8%;以细砂为主是造成肖塘地区沙尘暴结束后,很少出现浮尘天气的主要原因,也是造成该地沙尘暴主要以就地起沙为主,只有少数几次较强的天气系统形成远源沙尘暴;沙丘砂样分选良好,标准偏差(σ1)为0.61,其次是胡杨林带和生态防护林带,分别为0.65,0.69,古河床的砂样分选最差为1.31,河床沉积土为1.64;沙尘暴输沙贡献以沙为主,河床裸露面积小,表土胶结紧实,对沙尘暴沙源贡献不大.     

塔克拉玛干沙漠周围主要河流水文序列特性分析

本文在利用数理统计方法分析塔克拉玛干沙漠周围主要河流水文特征基础上，重点利用时间序列分析方法，从时间域和频率域上分别分析了这些河流序列内部结构特征，通过分析初步认为本区河流水量是基本稳定的，各河流的年径流序列基本呈独立随机序列。在此基础上建立了随机模拟模型，从而为模拟本区河流径流变化规律，以及本区水资源合理开发利用提供了决策分析基础。     

策勒绿洲-荒漠过渡带风沙前沿近地表沙尘水平通量观测

沙漠地区近地表水平输送的沙尘物质通量及其随高度的变化是沙尘输送过程的重要表现特征。在塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲-荒漠过渡带风沙前沿平坦沙地的风沙观测场,利用BSNE集沙仪对近地表（2 m）不同高度沙尘物质的水平输送进行了观测,对其随高度变化特征进行了分析,并对近地表水平运动的沙尘通量进行了计算。结果表明：观测点沙尘物质的水平通量随高度的增加而减小,与高度的关系可用幂函数和指数函数表示;55%～58%的沙尘量在地表0.5 m高度以内传输;73%～75%在地表1 m高度以内传输;87%～89%在地表1.5 m高度以内传输;2010年5月25日至2011年5月24日,通过0～2 m高度的单宽总输沙量为1 846.7 kg•m^-1;其中PM80、PM50的输送量分别为1 192.0 kg•m^-1、387.9 kg•m^-1。     

沙漠地区不同下垫面近地表沙尘水平通量研究

沙漠地区近地表水平输送的沙尘物质通量及其随高度的变化特征直接影响着沙尘的输送过程。选择塔克拉玛干沙漠腹地塔中地区的典型沙丘、平沙地为观测点,利用BSNE集沙仪,对2008-2009年11次典型沙尘天气过程中近地表0～200 cm不同高度层沙尘物质的水平输送进行了测量,对其随高度变化特征进行分析,计算近地表水平运动的总沙尘通量。结果表明：近地表0～200 cm范围内,在沙丘顶部和平沙地沙尘水平通量均随高度呈显著降低趋势,在这2种下垫面条件下,沙尘水平通量随高度的变化均较好地符合幂函数关系;在沙丘顶部,通过100 cm（宽度）×200 cm（高度）空间断面的总沙尘水平通量为3 721.0 kg,平沙地通过相同大小断面的沙尘水平通量为2 252.9 kg,比沙丘顶部减少了39.5%;沙丘顶部与平沙地PM80的总水平通量分别为996.8 kg和678.9 kg。     

Sand flux estimation during a sand-dust storm at Tazhong area of Taklimakan Desert, China

In this paper, the sand transport during a sand-dust storm in the Tazhong area of the central Taklimakan Desert from 11:29 to 23:56 on July 19, 2008 was observed and measured in real time. The sand flux at Tazhong was estimated using sand transport empirical formulas. The critical friction velocity at Tazhong was 0.24 m/s and the functional relation between the wind speed and sediment discharge at the height of 2 m was established. It was also found that the calculated values by Lettau's sediment discharge formula were close to those of the instrument measurements. The horizontal sand flux and the vertical sand flux during this sand-dust storm at Tazhong were respectively 258.67×10-4 kg/(m·s) and 40.07×10-7 kg/(m2·s).     

塔克拉玛干沙漠腹地塔克拉玛干柽柳根系构筑型研究

在塔克拉玛干沙漠腹地,采用根系跟踪法挖取成年塔克拉玛干柽柳(Tamarix taklamakanensis)根系,对其构筑型进行了研究.结果显示:①在塔克拉玛干沙漠腹地,塔克拉玛干柽柳水平根系占绝对优势,其根幅与冠幅之比近36[JP20]∶1,根系最大水平半径为27 m,主根的垂直分布深度在100 cm左右,侧根主要集中在50～150 cm的土层,植株主要通过下扎到地下水位的细根(直径小于2～3 mm)吸收水分.②根系拓扑结构复杂,拓扑指数TI=0.58,接近于叉状分支结构.③根系具有很好的分形特征,整体分形维数为1.590 3(R2=0.998 8),且不同方向根系分形维数与根系的长度、分根数之间存在很好的相关关系.研究发现,塔克拉玛干柽柳根系发达,主要通过增加次级根系的分支来扩大其分布范围,从而保证植株在环境中获取更多的水分和营养物质.通过根系构筑型的研究表明,塔克拉玛干柽柳具有很好的根系适应性,从而创造了良好的水分营养环境,以保证其正常生存.     

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。      

塔克拉玛干沙漠腹地净辐射变化特征

利用塔克拉玛干沙漠大气环境监测站(塔中站)直接探测的辐射资料,计算了流动沙漠区近地层净辐射值,并对其变化特征进行分析。结果表明:净辐射的连续日变化对天气现象有不同程度的反映,1月天气现象较少,逐日净辐射上下变动的离散度较小,4月最大。沙漠区净辐射值并不大,要比同一季节中纬度裸地低。净辐射早晚两次改变符号,通过零值的时间约比日出落后40~60 m in,比日落提前60~90 m in。净辐射的极大值一般均出现在12:00时,有些月份出现在10:00时,极大值出现时,天空大多为云覆盖,但太阳未被遮蔽,大气透明度良好;负的极小值一般出现在少云天气的夜间。不同天气条件下净辐射有很大变化,但平均特征与晴天接近,白天晴天净辐射的值最高,而夜间晴天的值最低。     

塔克拉玛干沙漠腹地植物引种试验

塔克拉玛干沙漠腹地历经10a植物引种栽培试验表明,许多植物能通过引种驯化,在沙漠腹地正常生长、发育和繁殖,甚至能够自然更新或人工辅助更新。沙漠腹地引种植物应具有耐高温、耐干旱、耐盐碱、耐风蚀、耐沙埋和较强繁殖能力的特点。根据不同的地形、地貌和土壤条件选择具有不同生理生态特性的植物类型。宜以灌木、半灌木和多年生草本为主,少量引种乔木。流沙地防风固沙植物选择灌木和半灌木,不宜采用乔木。根据植物演替和更新的特点,植物的配置既要选择先锋种又要有替代种,形成多种植物的混交林,保证防风固沙林的持续和稳定性。同时,防风固沙植物应具有生长迅速、根幅大、寿命长,能够自然更新或人工辅助更新的特点。     

塔克拉玛干沙漠灌草丘的发育特征及环境意义

对灌草丘的发育条件及沉积特征的研究表明，塔克拉玛干沙漠地区的灌草丘形成在绿洲受风沙入浸，由水沉积转为风沙沉积过程中，气候变化对灌草丘的发育未产生重要影响，但流水在其中起了决定性作用。灌草丘开始发育之后，可以依某一速率持续增长，也可能被埋没（主要是风沙流），或被侵蚀夷平，但部分灌草丘在沙漠的发展过程中保存达数千年之久。有限的测年数据及地表景观显示灌草丘发育的阶段性，实际上也是沙漠发展的阶段性。     

塔克拉玛干沙漠腹地建立农业生态体系的初步研究

塔克拉玛干沙漠腹地生态条件恶劣 ,建立农业生态体系需采取特别的措施。两年试验表明 ,供试 71种作物大部分适应性较差 ,蔬菜产量相对较低 ;能量的产投比低 ,养分的利用率低。因此 ,在塔克拉玛干沙漠腹地建立农业生态体系时 ,应采取科学的田间管理措施 ,充分利用地力     

塔克拉玛干沙漠腹地滴灌种植肉苁蓉的试验研究

在塔克拉玛干沙漠腹地的人工梭梭林,利用咸水滴灌技术,对种植肉苁蓉（Cistanche deserticola）的开挖方式、播种方式、接种深度以及稳产技术等进行了试验研究。结果表明：① 提高肉苁蓉种子和寄主根系接触的几率是提高人工接种肉苁蓉效果的有效途径。不同种植方式的肉苁蓉出土率为：沟种>打洞>穴种,撒种>种植带（种植纸）。② 采用开沟、撒种方式种植肉苁蓉,随播种量增加,出土肉苁蓉数量呈增加趋势,但存在一个上限值。在沙地滴灌种植肉苁蓉适宜的播种量为300粒/m。③ 接种深度应控制在寄主根系主要分布层以内,并结合作业方式及作业成本来综合确定,在沙地滴灌接种深度不宜超过60 cm。④ 人工接种肉苁蓉具有一次接种,多年采收的效果,但肉苁蓉出土率年际间差异较大。接种后第2 a至第4 a为主要收获期。采用沟种、撒种技术春季接种肉苁蓉,接种后连续3 a平均出土率可以保持在1株/m以上,肉苁蓉鲜重产量达1 800 kg/hm²,经济效益显著。     

塔克拉玛干沙漠土壤种子库特征初探

通过野外采样和室外萌发的方法,研究了塔克拉玛干沙漠公路沿线6种立地类型的土壤种子库特点.其主要结论:①所有立地类型的土壤种子库密度都很小.立地类型I,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,V,Ⅵ的土壤种子库密度分别为:(46.20±4.45)粒/m2,(27.50±5.58)粒/m2,(15.00±3.37)粒/m2,(6.52±0.87)/m2,(10.00±2.42)粒/m2和(50.00±5.50)粒/m2.②所有立地类型土壤种子库中所出现的物种数量都很少.③所有立地类型土壤种子库中出现的物种生活型,一年生草本并不占优势.④在塔克拉玛干沙漠空间分布上,沙漠南缘和北缘的土壤种子库密度和物种多样性较大,而中部的密度和物种多样性较小.