塔克拉玛干沙漠腹地总辐射变化特征及影响因子分析

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测站(塔中站)直接探测的总辐射资料,对流动沙漠区近地层总辐射的变化特征及影响因子进行了分析。结果表明:总辐射的连续日变化对天气现象有不同程度的反映,天气现象较少的1月逐日总辐射上下变动的离散度较小,4月最大;1月、4月、8月、10月总辐射的平均日变化曲线皆呈正态分布,与同纬度地区比较,其年变幅较小;总辐射瞬时最大值为1 182.6 W·m-2,未超过太阳常数。总辐射随总云量增多而降低,且其在碧空最大,高、中、低云时逐渐降低,阴天Ci、Ac、Sc和Cb的平均总辐射约比晴天时分别减少5%、27%、51%和59%;沙尘使总辐射降低较为显著,风沙季节总辐射日变化与地面风速日变化对应,且主要受控于湍流作用,最大值出现与热力湍流和地面风力有关。     

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。     

塔克拉玛干地区近40a来的冷暖变化

利用塔克拉玛干地区、周围山区及相邻地区的48个气象站近40a的温度资料,分析塔克拉玛干地区年与四季冷暖变化的阶段、周期、趋势,比较与其周围山区及相邻地区的相关性,探讨与其欧亚环流指数的关系,得到5点统计结论:(1)区域平均温度序列对该区的冷暖变化具有较好的代表性;(2)区域平均温度序列具有各自不同的冷暖阶段及变化周期,其中年温与冬温具有显著的变暖趋势,且变暖的幅度冬季约为年的3倍;(3)与周围山区站的相关性,以托云同步性较好;(4)与相邻地区温度变化的相关性,以甘肃为最好;(5)年温变化与欧亚年平均经向环流指数具有显著的负相关性,其秋季温度与10~11月份的纬向环流指数具有显著的正相关性。     

日本在沙尘暴方面的研究进展

对日本在沙尘暴方面的研究进行了概括，综述了他们的研究计划、研究方法和研究成果。日本专家学者认为，发生于中国西北沙漠、黄土高原的沙尘通过高空西风气流远距离输送是造成日本黄沙的主要原因。     

北京气候中心气候模式1.1版预估中亚地区未来50年地面气温时空变化特征

利用IPCC AR5中BCC-CSM1.1(Beijing Climate Center Climate System Model version 1.1)的历史试验和4类典型 排放路径情景下未来预估试验结果, 在使用CRU(Climatic Research Unit)资料验证BCC-CSM1.1性能的基础上, 采用趋势分 析、滑动平均以及经验正交函数(EOF)等方法, 研究2011-2060年中亚地区年平均气温的时空演变特征。与CRU 资料的对 比分析发现BCC-CSM1.1能较好地模拟过去109a(1901-2009年)中亚地区气温的显着上升趋势及气候态的空间分布特征。 预估试验结果表明, 中亚地区在未来50a整体呈现变暖趋势, 并且, 随着温室气体排放浓度的升高, 气温的升高趋势愈加明 显, 同时增温显着区域也明显增大。经验正交函数分解主要模态还是延续过去的分布特征:经验正交函数分解第1模态及其 所对应的时间系数显示中亚地区年平均地面气温在未来50a(2011-2060年)呈现出全场一致的升高趋势, 升高强度随着温 室气体排放浓度的增加而增强, 进一步的分析表明, 不同典型排放路径下预估的未来50a中亚地区年平均地面气温的经验正 交函数分解第1模态在中亚上空850hPa等压面上均对应有一个反气旋(气旋)性异常环流, 在这个异常环流控制下, 中亚地 区年平均地面气温变化表现为全场一致的特征。经验正交函数分解第2模态呈现出中亚地区地面气温变化南北反位相的基 本特征, 相应的时间系数主要表现为小幅度波动, 变化趋势特征不明显。     

塔克拉玛干沙漠腹地大气边界层参数化方案的模拟评估

沙尘起沙、沉降、传输均受到沙漠地区大气边界层条件的制约。沙漠地区观测资料匮乏,限制大气边界层模拟效果的检验和评估。利用WRFV3.7.1中尺度数值模式中5种边界层参数化方案(ACM2、BL、MYJ、MYNN2.5、YSU),模拟2014年4月塔克拉玛干沙漠大气边界层特征,并与塔中80 m塔及风廓线雷达晴朗天气下的观测资料对比分析。结果表明:5种方案均能模拟出近地面气温及地表温度,边界层高度,感热、潜热、地表热通量的变化趋势,但未能模拟出边界层风速的日变化趋势,温风湿廓线能较好的反映晴日沙漠地区边界层结构的变化特征,但未模拟出风速随高度变化趋势。沙漠地区下垫面干燥,热容量低,晴天极易形成对流不稳定边界层,非局地湍流参数化方案,ACM2方案是沙漠地区大气边界层模拟较为合理的选择。     

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。     

塔克拉玛干沙漠北缘近地层气象要素变化特征

利用塔克拉玛干沙漠北缘哈德自动气象站2011年1~12月近地面层气象要素梯度观测资料,分析了该地区近地层风速、气温和相对湿度的日变化规律及四季廓线特征,并计算了哈德观测点大气稳定度和中性条件下的地表粗糙度。结果表明,哈德地区近地层0.5~10 m高度范围内气温、相对湿度和风速都呈现出明显的日变化特征。其中,风速为白天高、夜晚低,中午15:00各层风速均达到最大,凌晨04:00降至最低,其日变化幅度为1.1~1.7 m/s;14:00~15:00各层气温均为最大值,最低气温出现在05:00~06:00,昼夜温差大,最大温差为0.5 m处的16.5℃,下午17:00至次日09:00有逆温存在;相对湿度日变化在25%~55%之间,其变化规律与风速、气温的相反,凌晨06:00最大,下午15:00最低。哈德地区四季近地层风、温、湿廓线变化规律明显,14:00四季风速都呈指数形式增长,其中0.5~2 m间低层风速变化明显大于2~10 m间高层的变化;春、夏季气温主要以指数形式增长,冬季以线性增长为主,四季都有逆温存在;冬季的相对湿度明显大于其它季节。另外,哈德地区全年以东北风为主,2 m与10 m高度的主导风向一致,风频稍有差别。中性层结大气条件下的空气动力学粗糙度范围为1.42×10-11~1.7×10-3m,平均值为4.2×10-5m。     

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。     

新疆太阳辐射特征及其太阳能资源状况

对新疆地区太阳能资源分布和利用现状进行了较为详细地调查和分析,结合新疆地区太阳能资源开发利用存在的主要问题提出了太阳能开发利用的若干适宜途径和符合区情的太阳能资源开发利用的对策及建议。