Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 塔克拉玛干沙漠腹地风速脉动特征研究 | |
| 郑先念 | |
| 出版年 | 2019 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 新疆师范大学 |
| 中文摘要 | 风是引起沙粒运动的直接动力。由于大气的湍流运动,使得风速和风向呈现随时间脉动的特性。探究风速的脉动特点,一方面利于提升对这一重要气象要素特性的认识,另一方面可促进对风与下垫面相互作用过程与机理的认识,对于风沙运动研究具有重要意义。利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中地区的风速、风向、水平能见度、沙尘气溶胶浓度(PM_(10)、PM_(2.5))和起沙等观测资料,对该地区不同天气过程、自然沙地和人工绿地不同高度平均风速、风速脉动和风向脉动特征进行了系统分析,探讨了风速脉动与沙粒运动的之间的关系,以期加深对干旱区风速特性及其对风沙运动影响作用的理解。研究结果表明:(1)不同天气背景下,近地层0.5m、1.0m、2.0m、4.0m和10m高度层的脉动风速在时间序列上的波动具有均一性,且相互之间具有较好的相关性,相邻高度层脉动风速的相关性最为显著;脉动风速的波动范围与高度呈正比例关系。沙尘暴和扬沙天气背景下的风速脉动强度基本一致,均随高度的增加呈波动增大的变化趋势,而晴天天气背景下的风速脉动强度则随着高度的增加呈现先增大后减小的趋势。3种天气条件下风速脉动的湍流度都比较小,湍流度随高度、平均风速总体上呈先增后减小最后趋于稳定的变化趋势;同一天气条件下不同高度的风向脉动高度相关,而不同天气条件下风向脉动的变化幅度不显著。(2)不同风速背景下,近地层0.5m、1.0m、2.0m、4.0m、10m、20m、32m、47m、63m和80m高度层的风速脉动幅度随高度增加而增大,随风速的增强而增大,相邻高度间的相关性更显著;风速脉动强度均呈现出先增大后降低的变化趋势;各层风速湍流度均随着高度的增加而减小,随着风速的增大基本保持不变。在春季和夏初,持续1min的2m高度的风速平均值为4.3m·s~(-1)、10m高度的风速平均值为5.77m·s~(-1)以上及持续10min的2m和10m高度风速平均值分别达到5.2 m·s~(-1)、6.59 m·s~(-1)时,可能会发生沙尘天气;当持续1min或10min的2m高度的风速平均值达到6m·s~(-1)以上、10m高度的风速平均值达到8m·s~(-1)以上时会出现沙尘天气。(3)人工绿地和自然沙地10m高度内的风速脉动幅度在时间序列上呈均一性变化,相邻高度呈显著相关,但人工绿地风速脉动幅度在各高度层间随时间变化的一致性强于自然沙地;风速脉动强度随着高度降低和风速的减小而减弱,人工绿地在2m高度以下变化更明显。(4)沙尘暴天气过程中风速脉动与水平能见度呈反比关系,与PM_(10)、PM_(2.5)呈正比关系;风速脉动与撞击颗粒数之间具有较好的对应关系,其中撞击颗粒数与同步风速数据和滞后1s的风速数据间的对应关系优于滞后2s、3s、5s和10s的风速数据。 |
| 中文关键词 | 人工绿地 ; 近地层 ; 风速脉动 ; 脉动强度 ; 塔克拉玛干沙漠 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | P931.3;P425 |
| 来源机构 | 新疆师范大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/355275 |
| 作者单位 | 新疆师范大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郑先念. 塔克拉玛干沙漠腹地风速脉动特征研究[D]. 新疆师范大学,2019. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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