| 湍流相干结构在中蒙中区一次沙尘暴起沙中的作用 |
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| 引用本文： | 赵建华, 隆霄, 张峰, 杨永龙, 刘世祥, 梁芸. 2020. 湍流相干结构在中蒙中区一次沙尘暴起沙中的作用. 地球物理学报, 63(11): 3967-3980, doi: 10.6038/cjg2020O0179 |
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| 作者姓名： | 赵建华 隆霄 张峰 杨永龙 刘世祥 梁芸 |
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| 作者单位： | 1. 甘肃省(中国气象局)干旱气候变化与减灾重点实验室, 中国气象局兰州干旱气象研究所, 兰州 730020; 2. 兰州大学大气科学学院, 兰州 730000; 3. 庆阳市气象局, 甘肃庆阳 745000; 4. 武威市气象局, 武威荒漠生态与农业气象站, 甘肃武威 733000; 5. 兰州中心气象台, 兰州 730020; 6. 西北区域气候中心, 兰州 730020 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（41875020,41630426,41375019）,中国气象局兰州干旱气象研究所项目（IAM201611）,公益性行业（气象）科研重大专项（GYHY20150600）和中国沙漠气象科学研究基金（sqj2016003）资助 |
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| 摘 要： | 
起沙机制是沙尘暴天气研究中一个重要问题.本文基于中蒙中区一次沙尘暴天气过程,通过提取沙尘源地涡动相关数据中的湍流相干结构（Coherent structure,简称为CS）,研究了CS在起沙中的作用.结果发现：（1）起沙期间存在CS,其典型特征表现为上扬—下扫循环,即暖空气的辐合上升与冷空气的辐散下沉相伴;（2）起沙期间,CS具有频次高、持续时间短、间歇性适中、连发频繁、速度切变大、水平尺度远大于垂直尺度和尺度变化比较大的特点;（3）CS是重要的起沙机制,它可起动粒径在0.1~156 μm之间的各种沙粒,起动最多的是粒径低于8 μm的粉粒与粘粒,但CS不是唯一的起沙机制;（4）CS的上扬与下扫两过程均可引起起沙,区别在于前者通过暖空气的上升将沙粒向上空输送,后者则是将上空高速冷空气拖带下来引起地表沙粒的起动;（5）CS起沙分为单起式和连发配合式两种形式.
单起式是单发CS产生的起沙形式,连发配合式是连发的CS产生的跃移—上扬的配合起沙形式.其中,连发配合式为主要形式;（6）下扫过程对起沙的贡献是上扬过程的1.8~15倍,上扬过程可将下扫过程中起动沙粒的1/3左右向上输送到空中;（7）一般情况下,CS对起沙具有稳定的贡献,其贡献率为51%,当临界起沙风速大于13 m·s-1时,其贡献急剧降低.
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| 关 键 词： | 起沙机制 湍流相干结构 起沙贡献 |
| 收稿时间： | 2020-05-12 |
| 修稿时间： | 2020-08-05 |
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