风蚀事件中农田土壤PM10释放特征     

岑松勃  张春来  代豫杰  张慧  刘欣宇  李庆  黄玉虎 《中国沙漠》2020,40(3):145-150

地表风蚀导致的粉尘释放涉及全球变化研究的热点。自然条件下对粉尘释放的观测可以为风洞试验结果提供验证并为开发预测模型提供数据支撑与关键参数。本研究在河北坝上风蚀区,通过观测风蚀事件中农田近地表PM₁₀浓度、垂直通量与流失通量,以及风速和风沙流强度的变化,探讨农田风蚀过程中的粉尘释放特征。结果表明：地表风蚀释尘对近地表粉尘浓度的影响随高度增大而逐渐减弱,各高度的粉尘浓度变化趋势与摩阻风速、输沙率变化趋势相同;粉尘垂直通量和流失通量与摩阻风速呈幂函数关系,与输沙率呈线性关系;农田土壤跃移颗粒的轰击效率α数量级为10^-7m^-1。  相似文献   

半湿润地区农田土壤粉尘释放的风洞模拟研究   总被引：4，自引：0，他引：4  

王仁德  邹学勇  赵婧妍 《地理科学》2012,(11):1364-1369

采用风洞模拟手段对地处半湿润区的北京市农田土壤风蚀中的粉尘释放规律进行研究。结果表明,研究区农田粉尘释放强度随风速增大呈指数规律增大,粉尘在风蚀物的含量随风速增大呈指数规律降低。近地表粉尘质量流量随高度增加呈幂函数规律降低,在风蚀物中的含量随高度增加呈线性增大。粉尘粒径随风速增大而变粗,之后达到稳定状态。近地表粉尘粒度组成沿垂直方向的变化可以划分为两段,0～20 cm高度层的双峰态分布和20～60 cm高度层的三峰态分布。随着高度增加,释尘粒度组成变细。  相似文献   

莫高窟PM10浓度与气象要素的关系     

杨小菊  赵学勇  武发思  张正模  薛平  陈章  汪万福  张国彬 《中国沙漠》2021,41(6):54-64

采用2018年敦煌莫高窟第16窟窟内与窟区PM₁₀浓度及气象数据,分析PM₁₀时空分布特征及其影响因素。结果表明：（1）两处监测点PM₁₀浓度主要分布在50 μg·m^-3以下,受重污染天气影响较小;春、冬、秋、夏季依次降低,窟区PM₁₀浓度在春、冬季高于窟内,夏、秋季反之。（2）PM₁₀浓度3月最高,9月最低,5—9月窟内月均值高于窟区。PM₁₀污染日数窟内5月最多,而窟区3、5月较多。（3）PM₁₀浓度日变化曲线在春季和秋季呈“双峰”型,夏季和冬季呈“单峰”型。（4）在半封闭环境的洞窟内,沙尘暴发生前后,PM₁₀浓度达到极值及恢复至原来水平的时间均滞后于窟区。（5）在不同季节PM₁₀浓度与气温、风速和降水呈负相关。除秋季外,PM₁₀浓度与相对湿度、气压呈正相关。（6）窟区全年主风向为ESE,在冬春两季,此风向PM₁₀浓度最高,PM₁₀主要来自三危山前的戈壁滩、干涸的大泉河河道以及窟前裸露的地表积尘。  相似文献   

人类活动影响下淡水沼泽湿地温室气体排放变化   总被引：25，自引：5，他引：20  

宋长春  王毅勇  王跃思  赵志春 《地理科学》2006,26(1):82-86

利用静态箱/气相色谱法,研究了三江平原淡水沼泽湿地及垦殖农业利用下CO₂、CH₄、N₂O排放变化。不同类型湿地生长季土壤呼吸速率以季节性积水的小叶章草甸最大,湿地垦殖后土壤呼吸速率明显增大。不同类型沼泽湿地CH₄排放在时空两个方面都有明显的变化,与土壤水分条件、植物群落类型和生长状况有密切关系。沼泽湿地及垦殖后农田土壤在植物生长季都为N₂O的源,常年积水沼泽湿地在植物生长季N₂O排放通量值较小,而土壤水分常年处于非饱和的草甸灌丛土壤N₂O排放相对较高,垦殖后农田土壤N₂O排放通量最大,沼泽湿地土壤N₂O排放通量与土壤温度呈正相关关系,而垦殖后农田土壤不显著。  相似文献   

上海市PM2.5浓度变化特征及其气象因子分析          下载免费PDF全文

王祎頔  王真祥 《干旱区地理》2018,41(5):1088-1096

对上海市2012-2016年PM_2.5质量浓度、气象因素数据资料进行整理统计,通过定性分析与定量计算相结合的方法,揭示近年来上海市PM_2.5浓度的变化特征及其污染状况;采用相关性分析,从温度、气压、相对湿度、风向、风速和降水量等方面探讨了PM_2.5浓度与气象因素之间的关联性。结果表明：上海市近5 a空气质量主要为优和良,污染天数所占全年比例在减少。PM_2.5浓度呈现出夏季低,冬季高的季节特征,而且8月PM_2.5浓度最低,处于16~36 μg·m^-3;PM_2.5的日变化呈现出双峰双谷结构,浓度峰值出现于8~9时和19~20时,且后者浓度更高。气温、气压、相对湿度的阈值分别出现在9.8℃、1 021.6 hPa、83%,最大PM_2.5在阈值处出现显著变化;最大PM_2.5浓度与累积风速和降水量呈现出对数关系,并且东北风和东南风的累积风速达到350 m·s^-1以上时,PM_2.5浓度基本减少至35 μg·m^-3;降水量越大,PM_2.5浓度越低。  相似文献   

小麦玉米田耕作模式的防风蚀效果   总被引：2，自引：0，他引：2  

杨彩红  冯福学  柴强  耿艳香  伏星舟 《中国沙漠》2019,39(4):9-15

通过风洞实验,在5个风速下对6种耕作方式下农田土壤风蚀速率、0~20 cm风沙流结构进行了模拟研究。结果表明:保护性耕作土壤风蚀速率较传统耕作平均降低20%~40%;保护性耕作和传统耕作条件下土壤风蚀速率均随风速的增大呈幂函数递增,但在传统耕作条件下递增较快;风速14 m·s^-1是荒漠绿洲农田土壤风蚀加剧转折点,当风速>14m·s^-1时保护性耕作下风蚀速率较传统耕作明显降低;0~20 cm内,传统耕作和保护性耕作下输沙率与高度分别呈线性和指数关系,保护性耕作下0~4 cm输沙量和输沙量百分比(Q0~4/Q0~20)均低于传统耕作。  相似文献   

蒙古高原风蚀颗粒物空间过程数值模拟及预报          下载免费PDF全文

吴冰  刘东伟  刘华民  王立新  卓义 《干旱区地理》2018,41(2):334-341

基于WRF-IWEMS耦合模型对2016年3月1~9日发生在蒙古高原的强沙尘天气过程进行数值模拟,着重模拟了尘源、粉尘传播路径以及粉尘扩散过程中浓度变化和影响范围,并采用卫星影像、站点监测数据与模型结果进行对比分析。结果表明：此次风沙天气过程的尘源分布在新疆哈密地区、阿拉善高原、中蒙边境戈壁地区以及浑善达克沙地部分地区,粉尘自源区分别沿河西走廊、贺兰山区、张家口等地扩散至华北和京津地区。蒙古高原土壤风蚀可使华北地区来自自然源的大气颗粒物PM₁₀、PM_2.5浓度分别达到1 000 μg·m^-3、200 μg·m^-3以上,还可使华北地区大气颗粒物浓度高于200 μg·m^-3的天气持续48 h以上。  相似文献   

基于RWEQ模型的内蒙古巴彦淖尔市土壤风蚀变化特征及归因分析     

邢丽珠  张方敏  邢开成  李云鹏  卢琦  鲁飞飞 《中国沙漠》2021,41(5):111-119

土壤风蚀是干旱半干旱地区面临的主要生态环境问题。基于修正风蚀方程模型（RWEQ）与GIS技术,分析了1980—2018年内蒙古巴彦淖尔市土壤风蚀变化并分析成因。结果表明：（1）研究期间,巴彦淖尔市土壤风蚀模数总体呈下降趋势,多年均值为40.26 t·hm^-2,10年倾向率为-8.02 t·hm^-2。2000年前以中度风蚀为主,2000年以后以微度风蚀为主。（2）空间上,巴彦淖尔市土壤风蚀高值区主要分布在西北部地区,低值区主要分布在南部地区。不同风蚀强度面积占比排序为中度>轻度>强烈>微度>极强烈>剧烈,微度和轻度风蚀面积呈现增大趋势,中度、强烈、极强烈和剧烈风蚀面积均呈现减小趋势。总体上,全区土壤风蚀均呈现下降趋势,西北部下降幅度最大,南部下降幅度最小。（3）内蒙古巴彦淖尔市土壤风蚀主要受风速（u）、温度（T_a）、植被覆盖度（VC）和土壤含水量（sw）影响,u的直接作用最明显,而T_a、VC和sw主要产生间接影响。总体来说,u对巴彦淖尔市土壤风蚀变化的综合决定能力最强,sw的综合决定能力最弱。  相似文献   

农田近地表风沙流风程效应变化特征研究          下载免费PDF全文

冯哲  刘瑞娟  白宇晨  常春平  郭中领  李继峰  王仁德  李庆 《干旱区地理》2022,45(5):1500-1512

风沙流的风程效应研究是定量获取风沙流沿程变化的核心和难点,风程效应是指输沙率随沙床表面或地块长度的增加而不断增大,而后趋于稳定的变化特征,饱和输沙率（f_max）和饱和路径长度（L_sat）是风程效应的重要参数。采用自动连续称重式集沙仪,以河北坝上地区康保县境内典型旱作农田为研究对象,观测了2017、2018年和2021年内4次典型风蚀事件,分析近地表5 cm高度风沙流的风程效应在5 min时间尺度下的变化特征。结果表明：（1） 近地表输沙通量随风程距离的增大而增大。（2） 4次风蚀事件中L_sat的变化范围在11~280 m之间,并存在明显差异,其变化与风速无关。（3） 近地表风沙流的f_max与风速（U）呈幂函数关系。（4） 风程效应的变化特征与地表可蚀性因子、地表微地貌变化有着紧密联系,未来应对不同的土壤类型和质地农田的风程效应进行深入研究。  相似文献   

地下水位和土壤含水量对若尔盖木里苔草沼泽甲烷排放通量的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

李丽  雷光春  高俊琴  吕偲  周延  贾亦飞  杨萌  索郎夺尔基 《湿地科学》2011,9(2):173-178

在若尔盖湿地国家级自然保护区典型的木里苔草（Carex muliensis）沼泽地中,选择地下水位不同的4个采样点,其植物生长季的平均地下水位分别为距离地表53.94 cm、31.35 cm、11.50 cm和4.74 cm。利用密闭式静态箱定期采集气体样品,并在实验室用Shimadzu GC212A气相色谱仪测定CH₄气体浓度,分析了CH₄排放通量与地下水位和土壤含水量之间的关系。研究结果表明,地下水位和土壤含水量对CH₄排放通量产生明显影响,6～9月观测日中,CH₄排放通量随着地下水位的升高而呈指数增加;10～40 cm土层的土壤含水量与CH₄排放通量呈现显著正相关（n=36,p<0.05）,而0～10 cm土壤含水量与生长季CH₄排放通量不相关（n=12,p>0.05）,逐步线性回归分析表明,20～30 cm土层的土壤含水量是影响CH₄排放通量的主要因素（n=12,p<0.01）。  相似文献   

车辆碾压作用下戈壁地表起尘浓度   总被引：1，自引：1，他引：0  

孟小楠  严平  王振亭  董苗  王勇 《中国沙漠》2019,39(1):80-87

通过野外观测车辆碾压作用下戈壁地表PM₁₀释放浓度,探讨其主要影响因素。针对戈壁区砾石、砂砾、砂质和砂土4种路面类型,应用TSI粉尘仪多次重复观测车辆碾压产生的PM₁₀浓度,进而阐明碾压次数、车速和地表水分等因素对起尘浓度的影响。结果表明：4种路面的平均起尘浓度依次为5.339、9.089、16.944、50.251 mg·m^-3,是自然状态下的5~50倍;起尘浓度随碾压次数增多而增大,其中砂土路情况下的增长最显著;随土层厚度的增大呈现出幂函数的增长趋势;降雨后路面起尘浓度显著减小,且降雨量会影响降雨后起尘浓度的变化趋势。最后提出了针对性的建议和措施以减弱车辆碾压导致的戈壁地表起尘。  相似文献   

黄河内蒙古段土壤风蚀特征模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

孙宝洋  周蕊  王喆  肖俊波  马建业  李朝栋  马波 《中国沙漠》2020,40(4):120-127

采集黄河内蒙古段风沙土、灰漠土、棕钙土和灌淤土,在室内进行土壤理化性质测定和风洞模拟试验。对比分析了4种土壤的理化性质和不同风速及含水量条件下的风蚀特征,并量化了不同土壤的风蚀强度与土壤理化性质间关系。结果表明：（1）相对于棕钙土和灌淤土,风沙土和灰漠土易蚀性颗粒含量较大,团聚体、有机质和碳酸钙含量较低,但相同风速和含水量条件下平均风蚀强度风沙土>棕钙土>灰漠土>灌淤土。（2）不同土壤风蚀强度与风速均呈较好的幂函数关系（R²≥0.85,P<0.05）,尤其是风沙土和棕钙土,幂函数关系明显优于指数函数。（3）除灰漠土,土壤风蚀强度与土壤含水量均呈较好指数函数关系（R²>0.90,P<0.05）,风沙土和灰漠土的风蚀强度突降的含水量临界点在4.5%左右,灌淤土和棕钙土无明显临界点。（4）不同土壤输沙率均随距地表高度的增加而急剧减少。在距地表10 cm范围内,不同土壤输沙率占总输沙率比例风沙土（82.67%）>灰漠土（80.77%）>灌淤土（74.07%）>棕钙土（73.77%）,当距地表大于30 cm后,集沙仪中基本收集不到风沙土和灰漠土风蚀颗粒。当轴心风速为16 m·s^-1时,不同土壤风沙流结构均表现为单峰曲线。（5）不同土壤风蚀强度与风速、含水量、团聚体、易蚀性颗粒和黏粒含量均呈较强的非线性相关关系（R²=0.76,P<0.05）。易蚀性颗粒含量是影响风蚀强度最主要的土壤属性,其次是干团聚体和黏粒含量。  相似文献   

额济纳旗典型地表沙尘释放潜力及沙尘天气频发成因   总被引：1，自引：0，他引：1  

李宽  贾晓鹏  熊鑫  王海兵  李钢铁 《中国沙漠》2019,39(3):191-198

额济纳旗位于极端干旱的内陆河下游,绿洲退化严重,沙尘天气频发,已成为内蒙古西部主要沙尘源区。为揭示该区域沙尘频繁成因,对区域4种典型地表(富沙砾戈壁、富沙戈壁、绿洲退化地、绿洲)沉积物组分、风蚀强度、沙尘释放强度、多年平均月沙尘日数及大风日数等进行了综合分析。结果表明:以风沙活动为主要特征的绿洲退化地,粉沙黏土组分含量高,PM10沙尘释放强度大(0.2796 kg·d^-1·m^-2),为研究区强沙尘释放地表;富沙及富沙砾戈壁地表,风蚀强度大,但粉沙黏土组分含量低,PM10沙尘释放强度较大(0.1267kg·d^-1·m^-2,0.0672 kg·d^-1·m^-2);尽管绿洲地表粉沙黏土组分含量高,但由于植被、水分等因素的制约,其PM10沙尘释放强度最小(0.0240 kg·d^-1·m^-2)。额济纳旗绿洲被大面积强沙尘释放源(绿洲退化地和戈壁)包围,局地沙尘内循环过程中粉尘颗粒的富积,为当地高频沙尘天气提供了丰富的尘源,这是额济纳旗沙尘天气频发的主要原因。  相似文献   

Wind erodibility of major soils in the farming-pastoral ecotone of China   总被引：2，自引：0，他引：2  

L.-Y. Liu  X.-Y. Li  P.-J. Shi  S.-Y. Gao  J.-H. Wang  W.-Q. Ta  Y. Song  M.-X. Liu  Z. Wang  B.-L. Xiao   《Journal of Arid Environments》2007,68(4):611-623

Wind erosion and desertification are severe problems in China's farming-pastoral ecotone. In this study, wind erodibility of five major soils in both uncultivated and simulated cultivated conditions, were determined through wind tunnel tests at nine wind speeds ranging from 10 to 26 m s⁻¹. The average wind erosion rate (g m⁻² min⁻¹) under the uncultivated condition (q₀) for the five soils could be set in the order: chestnut soil (28.5)>brown soil (24.8)>sierozem (21.8)>chernozem (19.9)>fixed sandy soil (11.4). The highest natural wind erosion might take place in the semi-arid steppe zone where the Chestnut soils predominate. Cultivation can significantly accelerate wind erosion, the mean wind erosion rate under the cultivated condition (q_c) for all five soils was 743.7 g m⁻² min⁻¹ in the following order: sandy soil (3313.2)>brown soil (227.2)>chernozem (221.8)>sierozem (85.1)>chestnut soil (81.2). For both the uncultivated and cultivated soil samples, the relationship between wind erosion rate (q) and wind speed (U) could be expressed in general as q=A e^BU (A and B are constant coefficients). There was a critical wind speed for each soil type except for the sandy soil. Below the critical wind speed, cultivation reduced wind erosion rate possibly due to soil clodiness and roughness effects. Above the critical speed, cultivation greatly intensified wind erosion rates due to the break down of the original soil structure. The critical wind speed measured at 20 cm above the soil surface was 20 m s⁻¹ for the brown soil, 14 m s⁻¹ for chernozem and the chestnut soils, and 10 m s⁻¹ for the sierozem. Among the five tested soils, the high wind erosion rate of the cultivated sandy soil showed its extreme sensitivity to cultivation, possibly because of the structureless nature of the loose sand. The “effect of cultivation on wind erosion” index, η (=q_c/q₀), increased exponentially with the increase of wind speed, indicating that under higher wind speed conditions, cultivation could result in more severe wind erosion.  相似文献   

基于风廓线雷达的北京春季一次“先霾后沙”空气污染过程分析     

刘超  花丛  张恒德  张碧辉 《中国沙漠》2019,39(5):88-96

利用NCEP再分析资料、逐小时污染物浓度数据、风廓线雷达及地面常规观测资料,对北京2018年3月26—29日一次“先霾后沙”的空气污染过程进行了分析。结果表明：霾污染期间PM_2.5峰值浓度为242 μg·m^-3,PM_2.5/PM₁₀值为0.86。受蒙古气旋影响,PM₁₀浓度出现爆发性增长,增长速率达到912 μg·m^-3·h^-1,PM_2.5/PM₁₀值下降至0.11。霾主要影响时段边界层内以西南风为主,平均通风量为15 907 m²·s^-1,大气边界层以稳定的弱上升或下沉运动为主;而沙尘影响时段平均通风量为9 226 m²·s^-1,沙尘天气爆发前边界层明显的下沉运动先于地面污染物浓度的变化。基于后向轨迹模式和潜在源贡献分析方法PSCF计算结果,霾影响时段河北中南部、山西中部等地对北京PM_2.5贡献较多;而沙尘影响时段,北京地区的PM₁₀主要来源于内蒙古中部和辽宁西部。  相似文献   

2018年春季中国北方大范围沙尘天气对城市空气质量的影响及其天气学分析   总被引：2，自引：2，他引：0  

张芝娟  衣育红  陈斌  杜晖 《中国沙漠》2019,39(6):13-22

利用多源卫星数据、空气质量数据和再分析资料ERA-Interim分析了2018年春季中国北方一次沙尘天气过程中沙尘气溶胶的光学特性及垂直结构、沙尘天气对颗粒物浓度及空气质量的影响及其机制。结果表明：（1）2018年3月27-30日中国北方地区气溶胶光学厚度、吸收性气溶胶光学厚度和气溶胶指数分别大于0.4、0.035和1.0。沙尘气溶胶主要分布在地面至8 km的范围内,且体积退偏比大部分在0.06~0.4,色比0.6~1.2。（2）各城市颗粒物浓度在一定程度上均受到沙尘天气的影响。3月27-28日,PM_2.5和PM₁₀的平均值分别是国家一级标准的4.1倍和4.3倍。29-30日,PM_2.5和PM₁₀的平均值分别是国家一级标准的3.5倍和3.4倍。28日河北张家口PM₁₀/PM_2.5达4 d之最,最大比值为10.9。（3）低层贝加尔湖高压南压对内蒙古西南部及河西走廊地区的起沙有重要影响,河套地区地面气旋和低层切变是造成华北西部起沙的关键因素,鄂海地区高压脊和东北地区地面的低压系统有利于东北地区的起沙。  相似文献   

库尔勒市大气颗粒物浓度特征及来源北大核心CSCD     

陆忠奇  赵竹君  何清 《中国沙漠》2022,42(6):74-84

在塔里木盆地东北部库尔勒市大气颗粒物逐时数据(2015年1月至2020年12月)污染特征分析的基础上,利用HYSPLIT模型、聚类分析、潜在源贡献因子分析(PSCF)、浓度权重轨迹分析(CWT)分析不同季节库尔勒市颗粒物传输路径与潜在源区,揭示研究期间库尔勒市不同季节大气颗粒物的潜在源分布及其贡献水平。结果表明:2015—2020年库尔勒市PM_(2.5)、PM_(10)年均值分别为47.7±20.0、162.2±102.4μg·m^(-3),超过国家年均值二级浓度限值132%、36.3%,PM_(10)为主要污染物;颗粒物季节变化呈现冬春高、夏秋低的变化特征;PM_(2.5)/PM_(10)值春季最低(0.29),冬季最高(0.47),PM_(2.5)/PM_(10)值整体呈下降趋势;气流输送路径主要来自西风短气流,其次为吐鲁番盆地的东灌气流;塔里木盆地全年四季都是库尔勒市颗粒物的主要贡献源区,颗粒物浓度贡献水平春冬季较高,夏秋季较低。  相似文献