干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 阵风扰动风场特征研究及与大范围沙尘天气的联系

Arid

	阵风扰动风场特征研究及与大范围沙尘天气的联系
	李为君; 顾兆林; 张洋; 张云伟; 杨斌
英文摘要	受西伯利亚寒流的影响,我国北方在冬、春季节极易刮起强冷西北风,再加上土地荒漠化后我国北方形成了大范围的沙漠戈壁,大多数土壤疏松缺水,我国北方在冬、春季节常发生大范围沙尘天气。当风速超过一定阈值,剪切强度超过流动门槛值,很少一部分沙粒被风扬起触发跃移,然后沙粒落回地表冲击沙床使更多的粒子进入跃移,最终形成稳定的跃移层,其厚度一般只有1.5m左右。而大范围沙尘天气发生时,沙尘颗粒可上扬到几百甚至上千米的高空,那么,沙尘颗粒由跃移层进一步上扬的流体力学机理是什么呢?从流体力学的角度来看,任何真实流场都是平均流和脉动流的组合,就大气风场而言,其平均分量使沙粒发生跃移,而要使沙粒进一步上扬到几百米甚至上千米的高空,脉动分量起着关键性的作用。基于中国科学院大气物理研究所北京综合气象观测塔的数据资料,曾庆存团队进一步将脉动量分解为阵风扰动和湍流脉动,其中,周期大于1min的脉动量称为阵风扰动,周期小于1min的称为湍流脉动。为了解上游阵风扰动对下游空间风场的影响,我们采用大涡模拟方法,模拟阵风入口条件下的下游空间风场,为验证模拟结果的准确性,我们利用陕西省西北大学风洞实验室再现阵风扰动,并采用离散粒子测速法(PIV)测量阵风扰动入口下的下游风场。结果显示,来流水平风速大小变化能诱发垂直气流,在阵风峰期时,流场内有明显的下沉气流;而在阵风谷期时,流场内有明显的上升气流,另外,近地面处的垂直风受地面粘性的影响而出现高频波段。由阵风扰动而引起的宏观垂向气流是沙尘颗粒由跃移层进一步上扬的有效机理,对大范围沙尘天气的发生起着至关重要的作用。
英文关键词	阵风扰动大涡模拟离散粒子测速法垂向气流大范围沙尘天气
来源出版物	2016年全国环境力学学术研讨会摘要集
出版年	2016
页码	1
中图法分类号	P425.55
资源类型	会议论文
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/372764
作者单位	西安交通大学人居环境与建筑工程学院;西安交通大学能动学院;西北大学化工学院
推荐引用方式 GB/T 7714	李为君,顾兆林,张洋,等. 阵风扰动风场特征研究及与大范围沙尘天气的联系[C],2016:1.