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为准确描述我国最大的固定/半固定沙漠-古尔班通古特沙漠区域的大气边界层结构，本文利用该沙漠腹地2017年的梯度铁塔和通量观测数据，基于中尺度气象模式WRF (Weather Research and Forecast v3.7.1)，分析了5种边界层参数化方案在古尔班通古特沙漠的适用性。结果表明：1）采用WRF模拟沙漠腹地近地层内的边界层特征时，2m气温的模拟存在冷偏差，5种边界层参数化方案均能较好地模拟出四个季节2m气温的日变化特征，其中非局地方案ACM2(Asymmetric Convective Model version 2)对2m气温效果最好，局地方案BL方案的模拟偏差最大；2）5种边界层参数化方案均能够模拟出10m风速的日变化特征，其中局地方案BL(Bougeault-Lacarrere)对10m风速效果最佳；3）采用WRF模拟沙漠近地层内的地表通量特征时，感热通量存在高估现象，潜热通量存在低估现象，5种边界层参数化方案均能较好地模拟出四个季节模拟时间段内地表净辐射通量的日变化特征，其中局地方案MYJ(Mellor-Yamada-Janjie)的模拟精度最高。 相似文献
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During the course of a major sandstorm from April 17 to April 23, 2008 in the Taklimakan Desert, data pertaining to the mass concentrations of different-sized atmospheric particulate matter were observed continuously with Grimm 1.108, Thermo RP 1400a, TSP, and CAWS-600 instruments. The results showed that: (1) during the entire sandstorm process there were some differences between the daily mean particle concentration peaks and the hourly mean particle concentration peaks because the actual sandstorm lasted for only about 4 hr, whereas more particles were accumulated in the floating dust days before and after the actual sandstorm; (2) the intensity of the sandstorm was enhanced with the increase of wind speed, and this was related to the peak mass concentrations of atmospheric particulate matter; the wind speed directly affected the concentration of atmospheric particulate matter: the higher the wind speed, the higher the mass concentration (>0.23 μm was 39,496.5 μg/m3, and >20.0 μm was 5,390.7 μg/m3); (3) the concentration changes of PM10 and TSP were also related to the course and intensity of the sandstorm; and (4) the mass concentration of atmospheric particulate matter had the following sequence during the dust weather: clear day < floating dust < floating and blowing dust < sandstorm. Temperature, relative humidity, and barometric pressure are important factors affecting the strength of storms, which could also indirectly affect the concentration change of atmospheric particulate matter. 相似文献
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Yang Xinghua Zhou Chenglong Huo Wen Yang Fan Liu Xinchun Mamtimin Ali 《Natural Hazards》2019,97(3):1069-1081
Natural Hazards - Soil and the atmospheric conditions are important factors that affect wind speed threshold of surface dust emissions. Based on the observed data of surface dust emissions in the... 相似文献
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CoLM模式对塔克拉玛干沙漠北缘陆面过程模拟评估及修正 总被引：1，自引：1，他引：0
采用2011年3月22日至7月26日肖塘陆气相互作用观测资料测试了不同陆面参数对公共陆面模式（CoLM）模拟效果的影响。地表参数包括地表反照率（α）、地表比辐射率（ε）、空气动力学和热力学粗糙度（z0m、z0h）、零置位移（d）、热传输附加阻尼（kB-1）。结果表明：感热通量H和地表温度Tg对地表反照率、动力学粗糙度和地表比辐射率比较敏感,对零置位移不敏感。通过观测资料获得的这些参数及kB-1参数化方案均被用来替换原CoLM模式中相应值及参数化方案。CoLM模式基本上能较好地模拟净辐射Rn、感热通量H、地表土壤热通量G0和地表温度Tg日变化特征,只是在日峰值及其峰值出现时间的模拟上不理想;而CoLM模式对该地区土壤湿度M的模拟效果非常不好。误差统计值Bias、SEE、NSEE表明优化参数后的CoLM模式使得Rn的模拟误差被降低4.21%（SEE）,H的模拟误差被降低25.19%（Bias）,Tg的模拟误差被降低33.33%（Bias）、10.45%（SEE）和25%（NSEE）。 相似文献
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Observed particle sizes and fluxes of Aeolian sediment in the near surface layer during sand-dust storms in the Taklamakan Desert 总被引：1，自引：0，他引：1
Wen?Huo Qing?He Fan?Yang Xinghua?Yang Qing?Yang Fuyin?Zhang Ali?Mamtimin Xinchun?Liu Mingzhong?Wang Yong?Zhao Xiefei?ZhiEmail author 《Theoretical and Applied Climatology》2017,130(3-4):735-746
Monitoring, modeling and predicting the formation and movement of dust storms across the global deserts has drawn great attention in recent decades. Nevertheless, the scarcity of real-time observations of the wind-driven emission, transport and deposition of dusts has severely impeded progress in this area. In this study, we report an observational analysis of sand-dust storm samples collected at seven vertical levels from an 80-m-high flux tower located in the hinterland of the great Taklamakan Desert for ten sand-dust storm events that occurred during 2008–2010. We analyzed the vertical distribution of sandstorm particle grain sizes and horizontal sand-dust sediment fluxes from the near surface up to 80 m high in this extremely harsh but highly representative environment. The results showed that the average sandstorm grain size was in the range of 70 to 85 μm. With the natural presence of sand dunes and valleys, the horizontal dust flux appeared to increase with height within the lower surface layer, but was almost invariant above 32 m. The average flux values varied within the range of 8 to 14 kg m?2 and the vertical distribution was dominated by the wind speed in the boundary layer. The dominant dust particle size was PM100 and below, which on average accounted for 60–80 % of the samples collected, with 0.9–2.5 % for PM0–2.5, 3.5–7.0 % for PM0–10, 5.0–14.0 % for PM0–20 and 20.0–40.0 % for PM0–50. The observations suggested that on average the sand-dust vertical flux potential is about 0.29 kg m?2 from the top of the 80 m tower to the upper planetary boundary layer and free atmosphere through the transport of particles smaller than PM20. Some of our results differed from previous measurements from other desert surfaces and laboratory wind-dust experiments, and therefore provide valuable observations to support further improvement of modeling of sandstorms across different natural environmental conditions. 相似文献
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利用乌鲁木齐市晴天CFL-03型风廓线雷达观测资料,分析了边界层日变化特征。得出结论如下:边界层结构季节变化明显。冬、春季300~600m以下风速较小,小于3m/s,且愈近地面风速愈小;以上风速大、风向恒定,基本为东南大风。夏季和秋季风速比冬季和春季小,流场特征较复杂,水平风速和风向变化较活跃,存在明显的风切变。折射率结构常数春、秋和冬季比夏季分别小1个、3个和1~3个量级;夏季最大,集中在10~(-16)~10~(-13) m~(-2/3)之间。春、夏和秋季晴天湍流动能耗散率量级分别在10~(-6)~10~(-2) m~2·s~(-3)、10~(-4)~10~(-3) m~2·s~(-3)、10~(-6)~10~(-3) m~2·s~(-3)之间;白天比夜间约大1个量级。晴天折射率结构常数和湍流动能耗散率日变化特征与风场日变化特征有较好地对应关系,即湍流发展旺盛的区域与风速较大的区域相一致。风廓线雷达资料反演的湍流动能耗散率对春季和夏季边界层结构日变化演变特征的监测较好。夏季夜间稳定边界层约400~500m,残余层可达到约1800m,对流边界层可发展到约2500m,混合层约2200m,夹卷层约300~400m。 相似文献
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基于FTIR和MODIS数据,建立了新疆沙漠宽波段（8～13.5 μm）地表比辐射率的最优估算模型。首先,利用傅立叶变换热红外光谱仪观测的塔克拉玛干沙漠地表比辐射率光谱数据,结合同期MODIS温度/比辐射率产品MOD11A1的29、31和32波段比辐射率值和MOD09A1的第7波段反射率值,建立宽波段地表比辐射率估算模型,并分别采用观测数据和光谱库数据验证了模型的精度,估算结果的均方根误差分别为0.0041和0.0081。其次,选择最优估算模型,利用MODIS数据,估算了新疆4个沙漠的宽波段地表比辐射率,得到了沙漠地表比辐射率的空间分布特征。结果表明：塔克拉玛干沙漠和库鲁克库姆沙漠气候干燥稳定,地表比辐射率分布较为均匀,范围为0.850～0.915;古尔班通古特沙漠受到植被和地表水分的影响,比辐射率空间分布不均匀,范围为0.890～0.915;库木塔格沙漠的地表比辐射率分布与其羽状地表类似,范围为0.860～0.910。 相似文献
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2004年春季沙尘天气对和田市空气质量的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
利用沙尘暴监测网数据、常规气象资料以及MICAPS系统环流形势资料,对和田市2004年春季沙尘天气产生的污染进行了详细的对比分析。研究结果表明：和田市春季污染相当严重,主要以沙尘污染为主。整个春季79％时间API（环境污染指数）指数均达到500,且45％时间可吸入颗粒物PM10在TSP巾的浓度比例达50％。不同天气系统对和田市空气的污染贡献不同。从东路影响和田市的天气系统、高压底部型地面系统和浮尘天气所造成空气污染相当严重。其余天气系统和天气现象所产生的污染较小。 相似文献
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塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴过程大气颗粒物浓度及影响因素分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用Grimm1.108、Thermo RP 1400a、TSP以及CAWS-600等仪器,对2008年4月17日至23日发生在塔克拉玛干沙漠腹地的1次强沙尘暴过程的颗粒物质量浓度进行连续观测,结合天气资料分析得出:①Grimm1.108颗粒物分析仪监测结果表明,日平均浓度出现两个峰值区,主峰值出现在20日,次峰值出现在18日,而小时平均浓度高值区主要集中4月19日至20日,21日中午存在1个峰值区,其他时段浓度相对较低。②强沙尘暴发生时的分钟观测数据表明,随着风速的逐渐增强,沙尘暴强度逐渐增强,不同粒径颗粒物浓度达到最大值,>0.23 μm颗粒物总浓度为39 496.5 μg·m-3,>20.0 μm颗粒物总浓度为5 390.7 μg·m-3,随后浓度逐渐下降。③PM10和TSP的浓度变化同样反映沙尘天气的过程和强度,沙尘暴前期大气中颗粒物浓度远低于强沙尘暴期间,随沙尘天气减弱,颗粒物浓度明显下降。④沙尘天气过程中大气颗粒物浓度变化具有以下规律：晴天<浮尘天气<浮尘、扬沙天气<沙尘暴天气。风速大小直接影响大气中颗粒物浓度,风速越大颗粒物浓度越高。气温、相对湿度和气压是影响沙尘暴强度的重要因素,也间接影响大气中颗粒物浓度的变化。 相似文献
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塔克拉玛干沙漠腹地及周边地区PM10时空变化特征及影响因素分析 总被引：2，自引：2，他引：0
利用Thermo RP 1400a对塔克拉玛干沙漠腹地塔中及周边的哈密与和田进行了长达6 a多的沙尘气溶胶PM10连续观测,结合气象资料,分析了该区域沙尘气溶胶PM10的基本特征及影响因素。其结果是:①在哈密、塔中与和田,浮尘、扬沙日数呈上升趋势,沙尘暴日数变化不明显,沙尘天气出现的频率和强度是影响沙漠地区沙尘气溶胶PM10浓度的主要因素。②PM10质量浓度具有明显的区域分布特征,塔克拉玛干沙漠东缘的哈密最低,其次为沙漠南缘的和田,最高的为沙漠腹地的塔中。③每年3—9月是哈密PM10质量浓度的高值时段;塔中与和田PM10质量浓度高值时段分布在3—8月,平均浓度分别在500~1 000 μg·m-3之间变化。④哈密、塔中与和田PM10季节平均浓度变化特征,春季>夏季>秋季>冬季;PM10平均浓度最高的塔中,春季在1 000 μg·m-3左右变化,夏季在400~900 μg·m-3之间,秋冬两季浓度较低基本上在200~400 μg·m-3之间变化。⑤哈密、塔中与和田沙尘暴季节PM10浓度远高于非沙尘暴季节,沙尘暴季节浓度基本上为非沙尘暴季节浓度的两倍以上;塔中2004年和2008年沙尘暴季节平均浓度分别是非沙尘暴季节的6.2倍和3.6倍。⑥沙尘天气过程中PM10质量浓度变化具有以下规律,晴天<浮尘天气<浮尘、扬沙天气<沙尘暴天气。⑦风速大小直接影响大气中PM10浓度,风速越大浓度越高。气温、相对湿度和气压是影响沙尘暴强度的重要因素,也间接影响大气中PM10浓度的变化。 相似文献