荒漠—绿洲交界处近地面层风速和温度的铅直变化规律

本文利用阿克苏水平衡站32m铁塔的风速和温度梯度观测数据,对荒漠-绿洲交界处风、温铅直分布廓线及其日变化规律的分析表明,冬夏均存在强烈逆温,逆温是本地风、温铅直分布的主要特点。以莫宁-奥布赫夫相似理论为基础的廊线拟合在中性与弱稳定(Ri<0.05)时,风速遵循对数分布规律;0.05 0.25时,风速廓线拟合出现异常。     

塔克拉玛干沙漠腹地边界层风场特征

利用CFL-03边界层风廓线雷达在塔中开展了边界层风场探测研究,根据2010年4月1日至2010年11月30日连续的边界层风场探测资料,分析了塔克拉玛干沙漠腹地大气边界层风场时空分布特征,得到了4月至11月各月的高空风廓线。结果表明,塔中春秋季风场结构类似,中高层多为西风,风速较大,低层多为东风,风速较小,整层风速与高度成正比;夏季高层风速变小,低层风速增大,东风层增厚,夏季塔中地区上空100～200 m高度层存在明显风速切变带。     

中山站地区大气边界层结构和湍流通量的输送特征

本文根据作者随中国第１１次南极考察队（１９９４－１９９６年）赴中山站夏考期间，使用ＴＭＴ（系留式气象塔）观测系统，在中山站、冰盖和海冰等三个点上观测到的气温、湿度、风速、风向和气压等大气要素的廓线资料，利用相似理论的通量－廓线关系，给出这三个观测点上的动量通量、曳力系数和感热通量，在近中性条件下，中山站粗糙度高度为２．９ｃｍ，冰盖与海冰点二者粗糙度高度差不多，分别为２．８×１０－２ｃｍ和３．６×１０－２ｃｍ，曳力系数则分别为５．０６×１０－３、１．３４×１０－３和１．４１×１０－３。结果表明，即使在中山站地区这样一个尺度范围内，由于下垫面的热力学特性、地形、地貌、地势和地理位置等的差异，无论是大气边界层结构还是湍流通量等的输送特性都有明显的差别，因此南极地区的大气边界层结构和冰（雪）－气交换特征都是比较复杂的，具有很强的局地性     

乌鲁木齐市城区和郊区近地层风速廓线

利用乌鲁木齐市5座100 m气象塔10层风速观测资料,分析了乌鲁木齐市城区和郊区近地层风速季节变化和日变化特征。结果表明：（1）乌鲁木齐市风速最大值出现在14：00-16：00,最小值多在夜间或上午。冬季风速最小、夏季最大;冬季风速始终处于较为稳定、有微小波动的低值区;夏季风速表现出一定的变化趋势。（2）夏季风速在一年里波动最大,随地势降低波动减小,南郊最大（1.5~6.4 m·s^-1）,北郊最小（1.3~4.6 m·s^-1）;秋季和春季风速波动次之;冬季风速波动最小,南郊最大（1.3~4.6 m·s^-1）,北郊最小（0.7~2 m·s^-1）。（3）近地层100 m内城区和北郊风速随高度变化较小,冬季基本为1~2 m·s^-1,而南郊风速随高度增加变化幅度最大,从1 m·s^-1增加到4 m·s^-1以上;愈近地面,城区与郊区风速相差愈大,近地面城区平均风速明显低于郊区,春季、夏季、秋季和冬季分别低5%~32%、8%~30%、15%~37%、14%~48%。（4）近地层风速廓线在近中性层结时一般符合对数风速廓线模式,对数律显著性不强的时段主要在正午前后。     

新月形沙丘表面风速廓线与风沙流结构变异研究

在风沙地貌学中,跃移沙粒与风场的耦合作用下,其最直观的表现形式为风速廓线和风沙流结构的变异。通过对塔克拉玛干沙漠腹地新月形沙丘迎风坡坡脚、沙丘顶部、沙丘的两个兽角前端、沙丘背风坡坡脚5个典型部位的风速廓线和风沙流结构进行了实地观测,并与参照点（丘间粗沙地）的风速廓线和风沙流结构进行了对比。发现受地形扰动作用,沙丘背风坡坡脚处和沙丘的两个兽角前端的风速廓线形式均呈现非对数形式分布。除迎风坡坡脚处风沙流结构与参照点处相似之外,其余各个部位风沙流均表现出不同于参照点的结构形式。直接采用曲线拟合方法对风沙流结构函数进行拟合,并针对有明显分段现象的风沙流结构形式,采取分段拟合,并对造成风速廓线和风沙流结构变异的原因进行了讨论。     

关于风沙流中风速廓线的进一步实验研究

总结与分析了以前学者对风沙流中风速廓线的研究成果,指出了其中的不足之处。并通过实验测出两种较典型自然沙(沙丘沙与河滩冲积沙)所形成稳定状态下风沙流中的风速廓线,提出了新的风速廓线模型。实验结果表明风沙流中的风速廓线用幂函数u=az^b拟和最佳,拟合系数均大于0.95。经验证,实验结果可靠。     

季节性森林积雪融雪期雪层含水率垂直廓线与时间变化特征

利用snow fork雪特性分析仪测量天山积雪与雪崩研究站融雪期开阔地(站区内气象观测场)与雪岭云杉林下雪层含水率,分析季节性森林积雪融雪期雪层含水率垂直廓线和时间变化特征以及与气温的关系。结果表明:由于开阔地和林下积雪接受的太阳辐射、雪层密度和雪层污化程度等的不同,开阔地、树冠边缘及距树干1m处的雪层含水率垂直廓线特征、雪层含水率的日变化特征以及融雪期雪层含水率随时间的变化特征各异;雪层含水率受气温因子影响最大,融雪期雪层含水率随气温变化呈指数增加,由于开阔地和林下微气象条件的不同,三点雪层含水率对日均温、最高温、最低温、日较差以及逐时气温的响应也不同,且雪层含水率对气温的滞后效应也各异。     

绿洲边缘地带温湿风的廓线特征及其通量计算

讨论了绿洲边缘地区的温湿风廓线及日变化特征，用Ｂｕｉｓｉｎｇｅｒ模式计算了显热通量，并将结果与波文比法，涡度相关法作了比较。     

粗糙床面风廓线统一对数区的空气动力学粗糙度及其空间变异特征

为了进一步理解粗糙床面阻力效应,减小空气动力学粗糙度测试中的不确定性,依据风沙风洞测试的3类粗糙元（细高粗糙元、孔隙粗糙元和粗矮粗糙元）覆盖的39个粗糙床面在不同自由风速下的风廓线数据,提出了风廓线统一对数区的概念并得出以下结论：粗糙床面风廓线统一对数区范围约在0.1～0.3 h至边界层顶部,空气动力学粗糙度是变应力层内床面对气流阻力效应的垂向平均;在统一对数区内拟合的空气动力学粗糙度的垂向变异分为先增后减型（概率为71%）、减小型（20%）和增加型（9%）等类型,而采用统一对数区的空气动力学粗糙度可以避免垂向变异带来的不确定性;统一对数区的无量纲空气动力学粗糙度随粗糙元密度以幂函数形式增加的特征,进一步表明该指标能更好地表征粗糙床面对气流阻力效应;尾涡流风廓线统一对数区的空气动力学粗糙度约为街流区1~5倍,表明街流区风廓线统一对数区的空气动力学粗糙度是模拟跃移起动更合适的参数。     

雅鲁藏布江中游平坦流沙地表空气动力学特征北大核心CSCD

近地层空气动力学过程及特征是影响风沙运动过程及强度的重要因素,受地表粗糙元特征和空气密度等多种因子的影响,是风沙科学研究的重要内容。雅鲁藏布江中游是青藏高原风沙活动最频繁的地区之一,但对其流沙地表空气动力学过程的研究较为薄弱。基于日喀则宽谷和山南宽谷的野外实测风速资料,对流沙地表的风速廓线、空气动力学粗糙度(z_(0))和摩阻风速(u_(*))进行分析,旨在为高海拔风沙运动过程、机理提供理论依据,同时为该地区风沙灾害的防治提供思路。结果表明:(1)空气密度为0.84±0.02 kg·m^(-3)时,流沙地表的风速廓线满足对数函数关系。高海拔地区风速廓线平均截距和斜率大于低海拔地区,说明由海拔引起的空气密度影响近地层气流运动。(2)雅鲁藏布江中游摩阻风速随风速增大而线性增大(R^(2)>0.75),但二者的拟合系数大于前人的研究结果,进一步说明空气密度影响近地层气流运动。(3)u_(*)和z_(0)满足指数模型z_(0)=b_(1)exp(u_(*)/b_(2))+b_(3)。(4)相似均质下垫面条件下,u_(*)和z_(0)与气温、湿度和海拔呈显著正相关,气温的影响最大。     

普里兹湾地区近10年来的气候变化特征

利用中山站 1 989年建站以来和澳大利亚戴维斯站同期气象资料 ,分析了普里兹湾地区短期气候变化过程及其特征。结果表明 ,该地区温度变化存在明显的降温倾向 ,两站降温趋势均为 - 0 .0 66℃ /a ,其结果与整个南极地区温度变化趋势相反。降温倾向的主要特点是月平均温度以秋季下降幅度最大 ,夏季则为升温 ,最高温度存在升温倾向 ,最低温度呈现降温趋势。该地区月平均温度波动很大 ,极端异常过程中月平均温度偏高或偏低达到 1 0℃左右 ,与南极大陆地面高压和绕极低压中心位置及范围的异常分布关系密切。     

ERA-Interim再分析和NCEP FNL分析资料在东南极中山站至Dome A断面的适用性研究

利用2008年南极中山站至Dome A断面上观测站的近地面气象观测资料对ECMWF ERA-Interim再分析和NCEP FNL分析资料在东南极地区的适用性进行了验证。结果表明,ERA-Interim再分析资料的气温表现明显优于FNL分析资料,其与观测的年均绝对偏差在南极大陆沿岸地区1℃,在内陆高原2℃;而FNL分析资料的气温在南极内陆高原地区较观测明显偏暖,尤其在冬季偏暖达8—10℃,表明其不能直接用于南极内陆高原气温的变化分析。FNL的地面气压与观测比较接近,逐月平均偏差仅约1 h Pa,其精度明显高于ERA-Interim再分析资料的地面气压,而后者在沿岸地区存在明显的系统性偏低。ERA-Interim和FNL的近地表风速、风向差异不显著,其与观测的年平均、季节平均绝对风速偏差在沿岸和下降风区1 m·s-1,在内陆高原约2—4 m·s-1,年平均风向绝对偏差10°。     

南极中山站-DOME-A沿线地面风要素特征分析

采用中山站和LGB69、EAGLE、DOME-A 3个南极内陆自动气象站的气象资料,分析了东南极中山站-DOME-A沿线风要素的分布特征。结果表明地处南极下降风下游的沿海陡坡区风力最强,越向内陆,风力越小;DOME-A地处内陆冰穹,没有下降风;而近沿海区由于受地形的影响,下降风十分明显,其风向以东北风为主,且大多发生在夏季夜间。     

南极罗斯海恩克斯堡岛短期气候特征分析

南极罗斯海恩克斯堡岛(Inexpressible Island)是中国南极新建考察站重点预选区域。本文利用1988—2012年曼努埃拉自动气象站(AWS Manuela)资料统计分析了该岛的气温、相对湿度、气压和风速风向等要素的特征和变化趋势。结果表明,该岛多年平均气温为-18.5℃,年平均气温有降低趋势;多年平均相对湿度较低,仅为45%,但春夏秋冬各季节的平均湿度均有增加趋势;多年平均气压为979.7hPa,无显著变化趋势;该站点多年平均风速为12.0 m·s-1,风向以WNW为主。干冷的下降风为该岛风场的主要特征,强下降风事件多发生在冬季(49.8%),其风速在25—45 m·s-1之间,冬季单次强下降风事件的平均持续时间达10 h以上。和中山站相比,该站点气温更低、空气更干燥、风速更大,这对该岛的越冬考察活动将带来巨大挑战。     

南极中山站附近海域水深地形特征

南极普里兹湾是我国南极中山站建站的重要依托海域 ,是科考船前往中山站进出的必由之路。本文根据普里兹湾近岸的中山站附近海域概略水深 ,研究分析了地形基本概况 ,崎岖不平的中山站近海湾部水下地形 ,沿其湾顶部轴线SN向形成了一条绵延弯曲的水深达 80 0m以浅的海底峡谷 ,通往冰盖底部。峡谷两侧地形复杂 ,水下丘岭嶙峋。从冰盖沿峡谷崩裂下来的冰山 ,最终依其适宜的水深 ,绕过地形障碍 ,沿海底峡谷西侧随风和流往西离去。除中山锚地抛锚区域属于浅水低洼的平缓台地外 ,湾内其它水域可供科考船抛锚的优越水下地形极少     

Atmospheric boundary layer structure and turbulent flux transfer over the Zhongshan Station area,Antarctica

ＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｂｏｕｎｄａｒｙｌａｙｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｕｂｕｌｅｎｔｆｌｕｘｔｒａｎｓｆｅｒｏｖｅｒｔｈｅＺｈｏｎｇｓｈａｎＳｔａｔｉｏｎａｒｅａ，ＡｎｔａｒｃｔｉｃａTX＠曲绍厚＠高登义＠邹捍Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｂｏｕｎｄａｒｙｌａｙ...     

SIMULATION OF KATABATIC WINDS AT MIZUHO STATION, ANTARCTICA

A new simulation method for solving dynamic equations for stationary katabatic wind is suggested by the assumption that the turbulent exchange coefficient is a function of height and the effect of the cold sloping surface is a multinomial function of height. Calculated wind profiles agree with observational data at Mizuho Station, Antarctica.     

Seasonal variations of the near surfacelayer parameters over the Antarctic ice sheet in Princess Elizabeth Land,East Antarctica

Analysis of sensible heat flux(Qh),latent heat flux(Qe),Richardson number(Ri),bulk transport coefficient(Cd) and katabatic winds are presented by using the meteorological data in the near surface layer from an automatic weather station(AWS) in Princess Elizabeth Land,East Antarctica ice sheet and the data of corresponding period at Zhongshan station in 2002.It shows that annual mean air temperature at LGB69 is-25.6°C,which is 16.4°C lower than that at Zhongshan,where the elevation is lower and located on the coast.The temperature lapse rate is about 1.0°C/110 m for the initial from coast to inland.The turbulence heat flux at LGB69 displays obvious seasonal variations with the average sensible heat flux-17.9 W/m2 and latent heat flux-0.9 W/m2.The intensity(Qh+Qe) of coolling source is-18.8 W/m2 meaning the snow surface layer obtains heat from atmosphere.The near surface atmosphere is near-neutral stratified with bulk transport coefficients(Cd) around 2.8×10-3,and it is near constant when the wind speed higher than 8 m/s.The speed and the frequency of easterly Katabatic winds at LGB69 were higher than that at Zhongshan Station.     

东南极普里兹湾海冰面地磁考察

中国第九次南极考察期间在中山站北部普里兹湾中面积约１３２ｋｍ２的测区内进行了地磁测量，为日后的南极内陆考察作前期准备。磁测资料表明，这里有一个宽约５－８ｋｍ、走向ＮＷ的磁异常，其幅度达５００ｎＴ。磁异常可能是由深成岩浆的侵入体或富含磁铁矿的地质体引起的，磁源物体的埋深在海冰面以下０．３－２．０ｋｍ。考察实践证明：只要经过充分准备，利用普里兹湾冬季冰封的有利条件，开展大范围的海冰面地球物理考察，在技术上是可行的。