沙漠气象若干问题研究进展

沙漠占据地球陆地面积的1/4,沙漠天气和气候对全球生态、环境及气候等的影响一直都受到社会各界极大关注。本文参考国内外有关沙漠气象学研究的代表性著作,简要回顾了沙漠气象学的国内外发展历史,并从沙漠表层物理特性研究、沙漠天气与边界层研究、沙漠气候研究、沙漠影响区域及全球环境研究等多个方面阐述了沙漠气象学的研究进展。最后对沙漠气象学研究提出了展望。     

新疆1961—2020年气候季节时空分布及其变化特征

利用新疆99个国家气象观测站1961—2020年逐日平均气温数据,结合中国气象局《气候季节划分》(GB/T 42074—2022)和本区季节划分标准研究新疆四季起始期和四季长度时空分布特征,为该区农牧业生产、防灾减灾提供决策参考。结果表明：新疆常年四季分明区春季起始期为2月上旬至3月下旬,空间上呈由南向北逐渐推迟的纬向分布;夏季起始期为4月中旬至7月上旬,吐鲁番市和南疆塔里木盆地最早入夏,北疆大部比南疆晚;秋季起始期为8月上旬至10月上旬,北疆入秋早,吐鲁番市和南疆大部入秋晚;冬季起始期为10月下旬至12月上旬,北疆入冬早,南疆较晚。常年新疆四季分明区春、夏、秋、冬四季平均长度分别为78、113、74、106 d。新疆无夏区位于天山山区、南疆西部山区等高山地区,相较四季分明区入春晚,入秋和入冬早,常年春季、秋季、冬季平均长度为118、100、148 d。1961—2020年新疆四季分明区入春期和入夏期呈显著提前趋势,入秋期和入冬期则显著推后,春、夏、秋三季起始期转折点在2000年前后,冬季转折点在1988年,气候季节长度夏季延长,冬季缩短;无夏区入春期显著提前,入冬期显著延后,春季延长...     

乌鲁木齐市城区和郊区气温分布及廓线特征

利用乌鲁木齐市5座100 m气象塔10层气温观测资料,通过统计方法详细分析了乌鲁木齐市城区和郊区近地层不同高度气温季节变化和日变化特征。研究表明：乌鲁木齐市四季均存在逆温,北郊逆温最明显。近地层100 m内主城区气温日较差较小,约为3.5～5.5 ℃;郊区气温日较差较大,约为4.2～7.0 ℃。夏季郊区气温高于城区,冬季北郊气温最低、南郊最高;白天大气基本上为超绝热不稳定状态,夜间城区气温高于郊区。春、秋季,白天城区和郊区温差小、夜间大,且愈近地面温差愈大;春季城区与南郊温差可达2.4 ℃、秋季可达3 ℃。城区和郊区各季节各层最高气温与最低气温出现时间几乎不同步达到。夏季、秋季、冬季和春季最高气温分别约在17:00～18:10、16:00～17:20、14:30～15:50（北郊滞后1.5 h）、17:00～18:00（南郊提前1.5 h）出现,最低气温分别约在7:10～8:20、8:00～9:00、冬季为多个时段（这与出现逆温有关）、7:30～8:40出现。     

塔克拉玛干沙漠腹地秋季陆面过程特征

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中2014年10月的秋季涡动通量数据,分析了塔中秋季陆面过程通量变化特征。结果表明：（1）塔中秋季10月净辐射R_n、感热通量H、潜热通量LE、地表土壤热通量G₀峰值依次为273.0、141.6、5.0、105.0 W·m^-2,平均日总量依次为2.85、2.68、0.08、-0.57 MJ·m^-2,净辐射能量分配以感热能量输送为主。（2）不同典型天气下,净辐射日总量扬沙>晴天>阴天>降水;阴天、扬沙天气H随R_n不同程度削减而减少,降水天气潜热增多导致日变化特征有别于其他天气。（3）10月能量闭合率为79.0%,不同天气能量闭合率阴天>晴天>扬沙>降水,依次为86.8%、83.4%、79.4%、71.4%。（4）地表反照率晴天呈“U”型变化,阴天和扬沙天气地表反照率趋势变缓发生波动现象,降水天气波动较大,趋势先降低后回升。（5）月平均热通量日间为正值,夜间为负值。日间能量闭合率为73.9%,夜间为50.8%,存在较高的能量不闭合。     

塔克拉玛干沙漠北缘夏季典型晴天近地层湍流能谱特征

利用塔克拉玛干沙漠北缘肖塘地区涡动相关系统三维方向风速（u,v,w）、气温、CO₂、H₂O等观测数据,分析了夏季典型晴天不同大气稳定度条件下湍流功率谱和协谱。结果表明：大部分情况下湍流速度谱分布满足-2/3幂指数率,垂直方向高频段惯性副区符合程度更高,水平方向次之;CO₂和H₂O浓度则符合程度较低;温度谱与无因次频率总体上都具有很好的相关性。垂直风速与径向风速u的协谱斜率拟合值大多数情况下更接近-1,而在近中性层结条件下更符合-4/5斜线。稳定层结条件下的协谱峰值比不稳定层结时更大,且约大一个量级;不稳定层结条件下高频段协谱近直线型下降。u谱对应的谱峰波长随稳定度增加而减小,v谱和T谱对应的谱峰波长随稳定度的增加没有规律性增减;u、v、w、T谱谱峰波长约67~827、69~2417、4~54、12~661 m。     

古尔班通古特沙漠土壤物理参数时间变化特征及其影响因子研究

以古尔班通古特沙漠为研究靶区,利用2020年全年克拉美丽陆-气相互作用观测试验站连续观测数据,分析了古尔班通古特沙漠土壤温湿度、土壤热通量、土壤盐分及导热率等主要土壤参数变化特征及影响因子。结果表明：（1）古尔班通古特沙漠土壤温度年日均值变化呈倒“U”型,季节变化特征明显,总体表现为夏季>春季>秋季>冬季,浅层土壤温度的变化幅度大于深层,湿度变化特征为春夏高,秋冬低,通常表现为随土壤深度增加土壤湿度逐渐升高;土壤热通量变化总体表现为春夏高,秋冬低,日变化幅度春夏秋冬依次递减。（2）古尔班通古特沙漠土壤导热率年均值为0.832 W·m-1·K-1,导热率与降水呈显著的正相关,土壤温湿度、土壤盐分是影响沙漠区土壤导热率的主要因子。在冻土条件下,土壤导热率平均为0.634 W·m-1·K-1,且其随土壤湿度增加而增加,冻土时导热随湿度增加的速率约为非冻土时的2.5倍;在降水条件下,土壤含水量小于0.06 m3·m-3时土壤导热率呈现缓慢增加趋势,大于0.06 m3·m-3时随湿度上升而迅速增加;在融雪时期,土壤含水量小于0.11 m3·m-3时土壤导热率随湿度上升缓慢增加,大于0.11 m3·m-3时土壤导热率迅速上升。     

乌鲁木齐市酸雨特征及变化趋势

通过对乌鲁木齐市1991—2007年降水pH值、K值(电导率)以及相关的天气气候资料的处理,分析了酸雨特征和变化趋势。结果表明:pH平均值有逐年降低的趋势;从2000年开始K平均值呈下降趋势;降水pH平均值和K平均值具有明显的季节变化;供暖对pH平均值和K平均值造成很大的影响,是形成酸雨的重要因素之一。     

精-伊-霍铁路沿线雪害关键气象条件分析

运用气候统计学方法,分析了精—伊—霍铁路沿线雪害严重区域的气象条件,推算了对铁路工程设计和运营极为重要的最大风速设计极值和最大积雪深度设计值。     

脉冲星PSR B0329+54的多波段观测

给出1999年3月12日至6月8日,使用国家天文观测中心乌鲁木齐南山站25m射电望远镜在0．327GHZ,1．5GHZ,2．3GHZ,4．8GHZ和8．4GHZ频段,对脉冲星PSRB0329＋54进行的多波段观测结果．PSRB0329＋54的辐射呈幂律谱,并出现频谱转折现象,低频段谱指数为1．59,高频段为2．45,平均谱指数为1．72．五个频段上的平均脉冲轮廓的角宽度和二个弱成分峰值间的角宽度都随频率的增加而减小．     

新疆阿克苏市13种绿化树种滞尘量特征

分析了新疆阿克苏市水泥厂(污染区)和柯柯牙城郊防护林区(对照区)的13种绿化树种叶面滞尘量,运用ANOVA单因素方差的LSD比较13种树种叶面滞尘量的差异,结合类平均法(聚类分析),初步筛选出滞尘效果好、抗风沙能力强的适地树种。结果表明:13种绿化树种的叶面滞尘量可以分3类,第1类的滞尘量最高,包括法国梧桐,滞尘量为5.537~7.598g·m-2,可作为污染地区的绿化树种;第2类的滞尘量较高,包括桑树、圆冠榆,分别为3.427~5.174g·m-2、4.671~6.153g·m-2;第3类的滞尘量较低,包括新疆杨、垂柳、大叶白蜡、香梨、沙枣、樱桃、葡萄、杏和石榴等,滞尘量为0.736~3.483g·m-2。污染区树种叶片滞尘量明显高于对照区,差异显著(p0.05)。