干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 绿洲及其周边近地面0-50米沙尘暴沙尘通量的研究

Arid

	绿洲及其周边近地面0-50米沙尘暴沙尘通量的研究
	赵明; 詹科杰; 杨自辉; 方峨天; 李爱德; 郭树江; 张锦春; 王强强
完成单位	甘肃省治沙研究所
登记(发布)日期	2012
中文摘要	一、课题来源与背景; 课题源自国家自然科学基金面上课题,项目编号30872069。沙尘暴是荒漠地区常见的一种灾害性天气现象,是沙漠化发展到一定阶段的表现,它又是加速土地沙漠化的一种过程,且具有危害程度大、破坏性强的特征,常使交通、通讯、电力、房屋、农田等设施被毁,造成重大的经济损失,严重影响着工农业生产和人民生活安全。因此,对沙尘(暴)的发生、发展和成因机制的研究成为全球变化研究的热点之一。然而目前对沙尘暴过程的监测均是宏观和大范围的,对于中小尺度范围内沙尘运动变化规律以及该梯度下区域景观变化对沙尘输运规律的影响一直很少涉及,尤其是在与人类生存息息相关的近地表50米空间范围内沙尘暴运动规律的研究更少。二、研究目的与意义通过研究近地面0－50米垂直梯度沙尘暴过程中,不同下垫面环境条件下沙尘通量的变化,沙尘粒径结构的变化,地表风沙流结构和流量的变化,揭示沙尘暴过程中近地表0－50米风、沙、尘的发生、发展及运行规律,为建立沙尘暴数据模型提供边界值数据,同时也为我国沙尘暴的准确预测预报及建立防御体系提供科学依据。三、主要论点与论据; ①近地面0～50米沙尘暴沙尘水平通量的时空分布规律; ②近地面0～50 米沙尘粒径的空间分布规律; ③近地面0～50 米气溶胶浓度的时空分布规律; ④沙尘暴沙尘水平通量、气溶胶浓度与下垫面的关系; ⑤沙尘暴过程中沙尘水平通量、沙尘粒径分布与风速的关系。四、创建与创新本项目通过长期定位监测0～50米空间沙尘暴沙尘水平通量、气溶胶浓度、梯度风速风向及地表风沙流流量,揭示风、沙、尘的运移规律。同时,采用多点位、多层次观测的精确沙尘水平通量和气溶胶浓度与下垫面建立定量关系也是本研究的特色和创新点。五、社会经济效益及存在的问题本项目的观测平台低空沙尘暴观测系统建成后就得到了上级领导、同行专家和各大媒体的高度重视和广泛关注。先后有兰州大学、中科院旱寒所、中国林科院以及美国、澳大利亚、埃及等国的专家学者前来考察参观并合作开展研究。近地面沙尘监测系统和监测研究成果将推广应用于我国沙尘暴多发区的环境监测研究和沙尘天气尤其是沙尘暴天气的监测预报方面,推广应用前景广阔。六、历年获奖情况; 无七、成果简介要向社会公开研究工作主要进展和所取得的成果有： 1.取得了民勤沙尘暴过程中近地层风速的时空分布规律 (1)风速在垂直梯度上随高度增加遵循幂函数曲线递增。 (2)沙尘暴过程中在水平梯度上,风速从沙漠到绿洲内逐步递减。 (3)风速消减率随高度增加明显减小,风速的主要消减层在25m以下。 (4)不同季节风速随高度的变化率则表现为夏季最大、春季次之、冬季最小。 2.测得近地层沙尘暴沙尘水平通量时空变化规律 (1)沙通量在垂直梯度上的分布较严格地遵循幂函数关系。 (2)在垂直梯度上,在沙漠和绿洲边缘两种下垫面条件下,平均沙尘通量随高度呈显著降低趋势;在绿洲内,沙尘通率随高度的变化呈现平缓的上升趋势。 (3)从沙漠到绿洲的水平梯度看,沙尘通量逐渐降低,绿洲内部降低的幅度最大。 (4)三种下垫面条件下(流动沙丘,人工固沙林,农田防护林)沙尘通量随高度的变化有渐近重合趋势,说明随着高度的增加地表状况(防沙工程和防护林带)对沙尘暴的影响越来越弱。 (5)从不同季节看,春季的沙尘水平通量最大占总量的62.4％,夏季占23.7％,冬季占13.8％,春季是沙尘主要传输季节。 3.取得沙尘暴过程中近地层气溶胶浓度的时空变化特征 (1)气溶胶浓度也随高度较严格地遵循幂函数关系。 (2)在垂直梯度上,在沙漠和绿洲边缘气溶胶浓度随着高度的增加呈显著下降趋势。 (3)在水平梯度上,从沙漠到绿洲气溶胶浓度逐渐降低。 (4)随着沙漠和绿洲边缘气溶胶浓度的逐渐下降和绿洲内部气溶胶浓度的缓慢上升,三条曲线在41m高度处几乎重合,说明沙尘暴在41m以上空间受下垫面影响不大。 4.民勤绿洲边缘,人工防风固沙林和绿洲农田防护林对阻截沙尘效果显著在1m(宽)×50m(高)的空间断面上,2006年民勤绿洲19次沙尘暴的总沙尘通量为：沙漠断面的年沙尘通量是9169.25kg,通过固沙林断面的沙尘通量是5318.24kg,通过绿洲防护林断面的沙尘通量是2345.42kg。以沙漠环境条件为对照,固沙林减少沙尘通量42.0%,绿洲防护林减少沙尘通量74.42%。
中文关键词	近地面 ; 沙尘暴 ; 沙尘通量 ; 时空特征
成果类型	基础理论
中图法分类号	P425.55
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001571161
来源机构	甘肃省治沙研究所
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243016
推荐引用方式 GB/T 7714	赵明,詹科杰,杨自辉,等. 绿洲及其周边近地面0-50米沙尘暴沙尘通量的研究[Z]. 基础理论,2012.