塔克拉玛干沙漠风沙活动强度特征

通过风资料的统计和计算,对塔克拉玛干沙漠风沙活动强度特征进行了系统研究。结果表明,塔克拉玛干沙漠年平均风速较小,在沙漠内部年平均风速与温度变化呈现“风热同步”现象;有效起沙风作用时间存在明显区域差异,随着风速等级的增加,其出现的频率相应减少,基本上都集中在6.1～10.0m/s之间;输沙势和最大可能输沙量,除若羌地区外,整个沙漠属于低风能环境,且存在很大区域差异,对输沙贡献最大的风速以9.0～11.0m/s为主。     

阿拉尔——和田沙漠公路风沙运动若干规律监测研究

以塔克拉玛干沙漠为研究区域,将覆盖塔克拉玛干沙漠的17个气象站近50 a(1961-2010年)历史资料与沙漠公路沿线近3 a(2007年4月~2010年4月)5层梯度风短期监测资料,以及沙漠公路7种防风阻沙体系下典型横断面5层梯度风监测资料进行信息化整编和规范化计算,对阿和沙漠公路风沙运动若干规律进行了系统研究。结果表明:(1)阿和沙漠公路沿线气象站10 m高度最大瞬时风速与沿线梯度风监测站及短期监测站距路面4 m高度最大瞬时风速具有空间相关性,平原路段空间代表性为20~40 km;特殊路段空间代表性为5~10 km;(2)沙漠公路沿线迎风侧最大瞬时风速比背风侧偏大1.15~1.30;(3)沙漠公路沿线2 a一遇最大瞬时风速水平分布规律是以沙漠公路中部向南北递减,最大值出现在k66.7~k326区间;(4)沙漠公路北部强风主风向WNW和N风,次强风主风向ENE和NE风;沙漠公路中部全年强风主风向ENE和NE风,次强风主风向为NNW风;沙漠公路南部全年强风主风向W风,次强风主风向为WNW风;(5)沙漠公路沿线起沙风是随7种防风阻沙体系的作用存在明显差异,以芦苇、草帘子方格防风阻沙体系下2 m高度的起沙风速和沙粒过路临界风速为最大,分别为8.0~9.0 m/s和10.0~11.0 m/s,对输沙贡献最大的有效瞬间风速在8.0~15.0 m/s之间;黑土工袋方格防风阻沙体系下起沙风速为4.0~5.0 m/s,沙粒过路临界风速为5.0~6.0 m/s,防风阻沙效应最差,建议更换。     

塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠春季沙尘暴特征及其气象影响因素对比北大核心CSCD

利用2007—2021年多源环境、气象和卫星遥感资料,对比分析塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠春季沙尘暴事件的时空特征,以及导致这种差异的气象影响因子和环流背景。结果表明:(1)塔克拉玛干沙漠沙尘暴频次多于戈壁沙漠,且多发生在塔克拉玛干沙漠中东部,戈壁沙漠则多发生在中国内蒙古西部和蒙古国中南部;(2)东西向地面冷锋系统为塔克拉玛干沙漠沙尘暴的主要影响系统,且500 hPa高度距平场上亚洲东部中高纬度地区总体呈西低东高形势;南北向地面冷锋系统为戈壁沙漠沙尘暴的主要影响系统,且500 hPa高度距平场上亚洲东部低纬到高纬地区上空高度场异常呈“-+-”的分布;(3)塔克拉玛干沙漠春季沙尘暴的发生与当地前冬降水量显著负相关,与地面温度呈显著正相关;戈壁沙漠春季沙尘暴事件的发生与当地前冬降水量正相关,与地面温度负相关,但不显著。     

克里雅河流域黄土的性状与成因

本文论述了克里雅河流域黄土的物质组成与分布,探讨了黄土的来源与沉积环境,认为克里雅河流域的黄土物质:(1)是全新世堆积物;(2)粉砂与细砂占优势,级配特征反映堆积时强烈的混合作用;(3)地球化学成份及矿物组合反映出比洛川更干燥的沉积环境。pH值、有机质与CaCO_3含量均支持这一点;(4)塔克拉玛干沙漠的粉尘是其物源区,风尤其是尘暴气流是主要搬运营力;(5)分布高度介于2600-4100m,自低而高,黄土物质的厚度变薄,颗粒变细,分选变差,峰区变窄;(6)黄土化过程微弱,CaCO_3及易溶盐基离子均无明显移动。     

塔克拉玛干沙漠腹地高大复杂纵向沙垄区沙丘分形特征

为了探讨塔克拉玛干沙漠小尺度风沙地貌形态特征,对沙漠腹地复杂纵向沙垄横断面的上覆沙丘的分形特征进行了研究。沙丘形态野外测量采用RTK(real-time kinematic)技术,并通过南方测绘软件(South Survey)量算形态特征参数。研究结果表明:(1)沙丘形态具有分形特征,饼状沙堆和沙片的分维数是1.292 2,新月形沙丘的分维数是1.286 6,简单线性沙丘的分维数是1.102 5,新月形沙丘链的分维数是1.085;(2)在不同地貌部位之间,分维数差异不大(1.0~1.3),变异系数为0.06,表明复杂纵向沙垄上覆沙丘形态有自相似性;(3)沙丘的各形态特征参数变异系数的空间变化趋势一致,且与分形维数呈显著的线性正相关(P<0.05),表明沙丘形态分形维数能客观反映沙丘形态特征。在塔克拉玛干沙漠腹地纵向沙垄区,沙丘形态分形维数可以作为反映风沙环境特征的定量指标。     

塔克拉玛干沙漠腹地塔中一井地区起沙风分析和输沙量的估算

本文通过塔克拉玛干沙漠塔中一井地区气象站的一年多野外实地观测，收集了丰富的风的气资料，在此基础上定量化地描了该地区起沙风的分布状况、风沙流的特点和输流量的数值特征。     

不同沉积环境下沉积物的粒度分形特征的对比研究

通过计算主要来自干旱地区已知成因环境的8组代表性沉积物的分维值,可以发现并不是所有的沉积物粒度都能获得有实际物理意义的分维值．如塔克拉玛干沙漠风成砂、洛川马兰黄土及塔里木河洪泛平原沉积物的分维值都小于2,使其分维值失去了实际的物理意义．但是将分维值作为一种沉积物粒度分析参数,失去实际物理意义的分维值仍具有与部分传统粒度参数的相关关系;粒度分维具有明显的区域性特征,不同区域同种成因类型沉积物的分维值可能相差甚大。将分维值与传统粒度参数进行对比：分维值(D)与平均粒径(Mz,换算成ψ值)可能存在有条件的弱相关关系,但并不总是前人所说的正比关系;分维值与标准偏差(σ1)则明显呈正比关系。     

塔克拉玛干沙漠近地层湍流热通量计算方法比较研究

利用2007年8月3日至10月31日在塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站取得的大气边界层观测资料,比较了涡动相关法、波文比法和空气动力学法计算得到的湍流热通量,分析了塔克拉玛干沙漠腹地能量平衡各分量的日变化特征。结果表明：波文比法、空气动力学和涡动相关法计算得到的塔克拉玛干沙漠腹地湍流热通量日变化特征是一致的,整个观测期间,空气动力学方法和波文比法计算得出的湍流通量大于涡动相关法。它们的顺序分别为,波文比法计算得出的湍流热通量最大,空气动力学方法次之,涡动相关法最小;塔克拉玛干沙漠腹地能量平衡各分量基本上以12:00时为中心,呈对称分布。净辐射、土壤热通量、感热通量具有非常明显的日变化特征。净辐射日最高值324 W·m-2出现在当地时间11:30,最小值-85 W·m-2出现在当地时间18:30;土壤热通量在12:00左右达到日最高值143 W·m-2,而20:00时出现最小值-69 W·m-2;感热通量在13:30时左右达到最高值178 W·m-2,19:00时左右出现最小值-7 W·m-2;相对于上述3个能量平衡分量,潜热通量的日变化特征不太明显。每日12:30左右出现潜热通量的最大值43 W·m-2,06:00时出现日最低值－1 W·m-2。     

塔克拉玛干沙漠公路沿线风沙活动的时空分布

利用塔克拉玛干沙漠公路沿线的肖塘、满参和塔中3 个定位观测站1 个自然年的监测资料,对以起沙风和输沙强度为表征的风沙活动进行了分析。选取气象站标准高度10 min风速中大于临界起沙风速(≥6.0 m/s)的风,按16方位分别统计不同级别风的次数及其方位,计算输沙量。结果表明,风沙危害的主风向为偏东风,频率范围48%~76%。风沙活动集中在4~9月;从沙漠边缘向腹地风沙活动加强。向沙漠腹地深入,应加大公路风沙危害防护力度。     

南极中山站风的长期变化特征及其可能原因

利用1989—2020年南极中山站地面气象观测数据和NCEP/NCAR再分析资料,分析了风的变化特征及其趋势,并对风速减小的原因进行了探讨。结果表明(1)中山站风速存在明显的季节差异,冬季风速最大,秋季次之,夏季最小,风速日变化呈单峰单谷型,峰值出现在凌晨5时,谷值出现在15时,春季和夏季风速具有明显的日变化特征,秋季和冬季风速日变化不明显;(2)中山站近31年的风速、下降风频数和大风日数均呈减小趋势,四季中夏季减小趋势最大,风矢量分解后显示,南风分量减小速率显著大于其他风分量,西风和北风变化趋势不显著,东风分量仅在夏季减小趋势显著;(3)中山站年平均风速的减小主要是由中大风和大风日数减少造成的。从大气环流的变化来看,中山站南部极地冷高压和北部南印度洋绕极低压带强度减弱,导致高、低压之间气压梯度减小,造成中山站风速减小。     

北部湾沿海基本风压和阵风风压分析

利用北部湾沿海7个气象站建站至2008年最大风速资料,采用指数律风速廓线公式和"时次换算"方法订正最大风速,得到长年代10m高处10min平均年最大风速序列;采用极值I型分布估算北部湾沿海各地50年一遇最大风速,通过伯努利方程计算基本风压。结果表明:北部湾沿海的基本风压以涠洲岛最大,达1.13kN/m2;其次是东兴、北海,分别为0.59和0.58kN/m2;第三位是防城港和合浦,分别为0.49和0.47kN/m2;最小是防城和钦州,分别为0.39和0.33kN/m2,表明越靠近海的地方基本风压越大。利用建站至2008年的极大风速资料对北部湾沿海的阵风风压进行分析,发现阵风风压分布特点与基本风压相同,而且阵风风压比基本风压大,海岸区域的阵风风压约为基本风压的2倍,涠洲岛则是1.54倍。     

EQUILIBRIUM AND NONEQUILIBRIUM CONDITIONS IN DRYLAND RIVERS

Rivers in drylands typically are characterized by extreme flow variability, with long periods of little or no flow interspersed with occasional large, sometimes extreme, floods. Complete adjustment of river form and process is sometimes inhibited, resulting in a common assumption that equilibrium conditions may rarely, if ever, exist in dryland rivers, and that transient and unstable (nonequilibrium) behavior is the norm. Examples from the Channel Country and the Northern Plains in central Australia challenge that notion. Along the middle reaches of these intermediate and large, low-gradient rivers, where long duration floods generate moderate to low unit stream powers and boundary resistance is high as a result of indurated alluvial terraces, cohesive muds or riparian vegetation, there is evidence that: (1) channels have remained essentially stable despite large floods; (2) sediment transport discontinuities, while present at a catchment scale, are largely insignificant for channel form and process in individual reaches; (3) there are strong correlations between many channel form and process variables; and (4) many rivers appear to be adjusted to maximum sediment transport efficiency under conditions of low gradient, abundant within-channel vegetation and declining downstream discharge. In these middle reaches, rivers are characterized by equilibrium conditions. However, in the aggradational lower reaches of rivers on the Northern Plains, where upstream terraces are buried by younger sediments and channels are less confined, nonequilibrium conditions prevail. Here, channels sometimes undergo sudden and substantial changes in form during large floods, sediment transport discontinuities are readily apparent, and landforms such as splays remain out-of-balance with normal flows. Hence, dryland rivers can exhibit both equilibrium and nonequilibrium conditions, depending on factors such as catchment size, channel gradient, flood duration, unit stream power, channel confinement, sediment cohesion, and bank strength. [Key words: dryland rivers, floods, equilibrium, nonequilibrium, central Australia.]     

冰雪区局地环流及气候特征探讨

本文以西昆仑山崇侧冰帽区为例,根据大量观测资料,讨论了冰川存在对其所在地区气候的影响。得出冰川风是影响冰雪区气候特征的重要因素,是冰-气作用中的一个主要因子。这里的冰川风是一种独成体系的局地环流,它既不同于山谷冰川上出现的冰川风,也不同于山谷风。其强度随着离开冰雪区距离的增长而减弱。在冰雪区前缘地带形成风向、温湿度急剧变化区,使温度梯度从非冰川区到冰川区发生大的变化。     

太平洋风应力平均场的特征

本文利用迄今世界上最完善精细的全球综合海洋大气资料集（ＣＯＡＤＳ）提供的风场资料，计算了１９４９—１９８７年近４０年平均网格为５°×５°的太平洋海域逐月风应力场，并分析了各纬度带平均纬向和经向风应力的逐月变化以及１、４、７和１０月的风应力场的分布特征。风应力的计算采用整体空气动力学公式，其中曳力系数的计算是以Ｂｕｎｋｅｒ给出的曳力系数随风和海气温差变化的数表为基础，用最小二乘法，考虑了大气层结热力影响和风切变的动力影响，拟合了一个二次多项式。计算结果表明其精度和实用性都较好。     

可移动式环境风洞气动特性测试与评价

对中国科学院新疆生态与地理研究所新建的可移动式环境风洞进行了流场测试,分析评价该风洞气动特性,期望对今后的风洞实验开展有所指导。本实验在室内进行,在空洞条件下,用皮托管测量不同风速下（7 m·s-1,12 m·s-1,16 m·s-1）实验段截面风速分布沿流向的变化,测试内容包括风洞实验段的气流稳定性、横向均匀性、紊流度、边界层厚度的分布规律,并与其他环境风洞相比较。结果显示,该风洞气流稳定性系数小于1%,横向不均匀度小于2.5%,紊流度在1%左右,底板边界层和侧壁边界层分别为15 cm和10 cm,表明该风洞使用效果良好,设计合理。     

若干特殊地表风蚀的风洞实验研究

经风洞模拟实验,本文对四种特殊地表在净风和挟沙风情况下的风蚀特性,进行了定量的研究。揭示了原始地表结构受人为破坏后,其抗风蚀能力急剧降低的特点。探讨了风成沙粒配、戈壁风蚀平衡与风蚀有关的几个问题。     

云南大理风廓线结构随雨季进程的演变特征分析

利用大理国家气候观象台2008年4月至6月的风廓线雷达观测数据,分析风廓线结构在雨季进程的演变特征,发现随着雨季的进程风速逐渐减小,风速振幅逐渐变小,高空自由大气动量下传效应逐渐减弱,高层大气有明显的转变,西风减小,北风增强;大气低层风速日变化雨季前明显,随着雨季的到来逐渐减弱,雨季风速日变化不明显。通过这样的分析对研究边界层风的季节变化具有重要的意义。     

Directional Characteristics of Potentially Damaging Wind Gusts in the Southeast United States

Annual estimated storm damage in the United States is seven billion dollars. Much of that damage is caused by tree blowover that is induced by high wind gusts. The prevailing directions of these wind gusts dictate the zones around structures in which trees may potentially fall and cause damage. To gain a better understanding of hazardous wind gusts, this research examines the directional component of wind gusts in the Southeast United States. Regional patterns of wind gusts are identified and tied to atmospheric and terrestrial patterns. Results indicate the following: (1) gusts along the northeast coast of the study area are bidirectional, being from the northeast and southwest; (2) the southeast coast has a predominantly westerly component to the gusts with little impact from the east; (3) the Piedmont is strongly influenced by westerly gusts, but an easterly component increases gradually to the northeast; and (4) high gusts in the mountains demonstrate a strong relationship with the regional and local topographic characteristics.     

东北地区风能资源空间分布特征与模拟

利用东北地区104个气象站1991~2010年观测资料和70个测风塔2009年6月~2010年5月测风资料,进行了风能资源空间分布特征分析,并利用中尺度模式WRF进行风能资源空间模拟,以研究观测站点稀少地区的风能资源分布特征。研究结果表明:1东北地区气象站和测风塔揭示的大风区域主要分布在平原和丘陵的高海拔地带。2中尺度模式WRF能够较好地模拟东北区域风速分布的气候特征,模拟结果既反映出平原大面积的大风区域,也可反映出山区因地形起伏造成的风速空间分布差异。3对风能资源参数模拟结果进行海拔高度订正,可以进一步提高模式计算结果的准确性和可靠性。4松嫩平原、辽河平原、三江平原70 m高度年平均风功率密度在300~500 W/m2之间,属于风能资源可利用区或较丰富区;在辽宁省西部、吉林省中部和黑龙江省中部丘陵以及东北地区东南部的呈东北-西南走向的中高山区的70 m年平均风功率密度可达300 W/m2以上,局部地方可达500 W/m2以上,风能资源丰富。     

塔中一次雷暴降水天气过程边界层风场变化特征

雷达资料可以直观地显示雷暴降水过程随时间变化风场的垂直结构以及各高度层风向风速随时间变化特征,能较好地监测到低空急流以及降水粒子的垂直速度。利用风廓线雷达探测资料对2010年7月12日塔中一次雷暴降水过程中的边界层三维风场进行分析研究。结果表明：雷暴降水过程低层风速增大,高层风速减小;上空存在低空急流,平均风速达17.1 m·s-1;雷暴时段,下沉气流垂直速度3.0 m·s-1左右;降水时段,降水粒子平均下沉速度5.1 m·s-1。