【摘要】：新疆地區(qū)大風(fēng)災(zāi)害,對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳�、生產(chǎn)危害嚴(yán)重,常引發(fā)交通事故,造成人員傷亡。論文利用塔城地區(qū)的11個(gè)氣象站的地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)資料(1991年-2016年)、美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCEP)再分析資料和國(guó)家氣候中心的相關(guān)資料,對(duì)新疆塔城地區(qū)大風(fēng)天氣特征進(jìn)行分析,總結(jié)出塔城地區(qū)常見大風(fēng)類型產(chǎn)生的原因,就新疆塔城地區(qū)典型大風(fēng)天氣成因進(jìn)行診斷,主要研究結(jié)論如下:(1)塔城地區(qū)的大風(fēng)日數(shù)呈現(xiàn)北部多南部少的特征,區(qū)域中部由東北向西南的一條路徑中是明顯的大風(fēng)多發(fā)區(qū),圍繞塔城、老風(fēng)口、額敏和裕民。大風(fēng)風(fēng)向以偏西風(fēng)為主。四季大風(fēng)日數(shù)分布,秋季最少,冬季最多。(2)塔城地區(qū)大風(fēng)日數(shù)存在著明顯的減少趨勢(shì)(-4.2d/10a)。從1990年代至2000年代,塔城地區(qū)的托里區(qū)域、和豐區(qū)域、烏蘇區(qū)域、老風(fēng)口區(qū)域的大風(fēng)日數(shù)減少幅度明顯,其它區(qū)域的大風(fēng)日數(shù)減少幅度相對(duì)小;從2000年代至2010年代,大風(fēng)日數(shù)減少速度明顯變緩,有些臺(tái)站的大風(fēng)日數(shù)僅僅是略有減少。(3)塔城地區(qū)的大風(fēng)類型可劃分為冷空氣活躍型大風(fēng)、高空動(dòng)量下傳型大風(fēng)、氣壓梯度型大風(fēng)等三類,其中,北路冷空氣活躍型大風(fēng)常常由于冷高壓直接移動(dòng)影響,使得發(fā)生此類大風(fēng)時(shí)往往伴隨著大范圍的降溫天氣。冬季西北路冷空氣活躍型大風(fēng)往往是產(chǎn)生最為頻繁的時(shí)期,大風(fēng)的風(fēng)速往往較大,很容易帶來沙塵天氣,大風(fēng)產(chǎn)生之后的持續(xù)時(shí)間比北路冷空氣活躍型大風(fēng)更長(zhǎng);在塔城地區(qū)的絕大多數(shù)高空動(dòng)量下傳型大風(fēng)并不僅僅是受動(dòng)量下傳影響而直接產(chǎn)生的,很多情況下都是高低空動(dòng)力共同作用的結(jié)果,高空大氣所存在的動(dòng)量調(diào)整成為了此類大風(fēng)產(chǎn)生的根本原因,高空動(dòng)量下傳型大風(fēng)在塔城地區(qū)的發(fā)生時(shí)段多為白天,入夜后出現(xiàn)的幾率明顯較少。此外,高空動(dòng)量下傳型大風(fēng)在塔城地區(qū)的出現(xiàn)多伴隨著沙塵天氣,而出現(xiàn)降水天氣的情況較少;在塔城地區(qū)的夏季,由于地處新疆西北部,受北面蒙古中部的熱低壓和新疆東南部地區(qū)的熱低壓影響,在這些熱低壓的移動(dòng)過程中,很容易使塔城地區(qū)產(chǎn)生氣壓梯度型大風(fēng)的情況。(4)在塔城地區(qū)較為典型的一次冷空氣大風(fēng)過程中,高空存在的輻合中心不斷隨著自身高度的增加而向西傾斜,塔城地區(qū)的正北方向存在著明顯的冷平流并表現(xiàn)出下沉態(tài)勢(shì),當(dāng)冷空氣進(jìn)入到塔城地區(qū)時(shí),高空急流區(qū)下沉直接使得低層氣柱出現(xiàn)了明顯的質(zhì)量增加,地面氣壓場(chǎng)加壓明顯,加劇了地面大氣的水平運(yùn)動(dòng),也就引發(fā)了區(qū)域內(nèi)的大風(fēng);結(jié)合大風(fēng)發(fā)生過程的垂直速度分布情況,從大風(fēng)天氣過程的垂直螺旋度分布分析發(fā)現(xiàn),在大風(fēng)產(chǎn)生過程中,冷空氣經(jīng)過時(shí)有明顯的反氣旋下沉現(xiàn)象,而在冷空氣過場(chǎng)之后,同樣出現(xiàn)了反氣旋下沉現(xiàn)象。(5)借助WRF模式對(duì)塔城地區(qū)較為典型的一次大風(fēng)過程的數(shù)值模擬研究首先,動(dòng)力因素模擬結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),在本次塔城地區(qū)產(chǎn)生的大風(fēng)中,受到了冷空氣與高空動(dòng)量下傳的共同影響,使得大風(fēng)極大值區(qū)域從最開始的高度逐步降低并在大風(fēng)持續(xù)過程中不斷下降,高空風(fēng)速的總體分布與低空風(fēng)速存在較高的一致性;熱力因素模擬具體到此次典型的塔城地區(qū)的大風(fēng)過程,大風(fēng)產(chǎn)生之前便已經(jīng)出現(xiàn)了一定的顯熱通量并達(dá)到了極大值,之后一直穩(wěn)定在大風(fēng)發(fā)生的中期。本次大風(fēng)的地面場(chǎng)受熱低壓控制,熱力因素的存在有助于推動(dòng)低層湍流,從而在一定程度上降低了單純的動(dòng)量下傳大風(fēng)的產(chǎn)生和持續(xù),這也是之后動(dòng)量下傳影響的大風(fēng)逐步減弱的重要原因。本文的研究結(jié)果,可為塔城地區(qū)提高大風(fēng)災(zāi)害的預(yù)防能力,提高風(fēng)能的利用效率提供重要的實(shí)踐依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P425
【圖文】：

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 新疆塔城地區(qū)大風(fēng)天氣特征與成因研究第二章 資料與方法2.1 研究區(qū)域概況塔城地區(qū)是隸屬于我國(guó)新疆維吾爾族自治區(qū)的行政區(qū)域，它位于新疆西北部和伊犁哈薩克自治州的中部(如下圖 2-1 所示)，下轄有 5 縣 2 市。塔城地區(qū)地形地貌復(fù)雜，既擁有海拔高達(dá) 2148 米的哈孜克提山，也擁有較大的準(zhǔn)格爾盆地，還包括有巨大的天山山地。整體來看，塔城地區(qū)的地形頗具特色，山高林深，牧草繁盛，擁有豐富的礦藏。塔城地區(qū)的山地面積約為 8.2%，丘陵面積約為 32.9%，草原面積約為 46.8%，沙丘或沙漠面積為 12.1%。區(qū)域內(nèi)還有 14 條大小不同的河流，橫貫東南，縱貫整個(gè)地區(qū)[21]。

地區(qū)大風(fēng)天氣特征與成因研究7塔城地區(qū)的塔城老風(fēng)口(如圖2-2 所示)，是該區(qū)域內(nèi)大風(fēng)發(fā)生最為頻繁和強(qiáng)度最大的地帶，有時(shí)大風(fēng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)天，最高風(fēng)速超過 40米/秒。具體來看，塔城老風(fēng)口位于新疆西北部的托里縣，目前是省道221 線通往塔城市的必經(jīng)之路，也是亞歐大陸內(nèi)心所在地，區(qū)域內(nèi)每年大于 8 級(jí)的大風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 150 多天，最長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到 180 天[25]。圖 2-2 塔城老風(fēng)口位置示意圖2.2 資料獲取與處理2.2.1 資料來源說明本文所研究的塔城地區(qū)大風(fēng)天氣，需要以詳細(xì)的相關(guān)氣象觀測(cè)站數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)。就整個(gè)新疆地區(qū)來講，幾乎所有的氣象觀測(cè)站都被設(shè)置在南北疆的綠洲之上，構(gòu)成了兩大盆地之間的環(huán)形觀測(cè)地帶，而在一些戈壁灘、沙漠區(qū)域則很少設(shè)置有氣象觀測(cè)站。研究區(qū)域選取 11 個(gè)不同的氣象觀測(cè)臺(tái)、站(如下圖 2-3 所示)。它們廣泛分布在整個(gè)塔城地區(qū)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)縣、市，其中包含了國(guó)家氣候觀象臺(tái)2 個(gè)，國(guó)家氣象觀測(cè)二級(jí)站 4 個(gè)

區(qū)域內(nèi)每年大風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 150 多天，最 180 天[25]。圖 2-2 塔城老風(fēng)口位置示意圖獲取與處理來源說明研究的塔城地區(qū)大風(fēng)天氣，需要以詳細(xì)的相關(guān)氣象觀測(cè)站數(shù)據(jù)個(gè)新疆地區(qū)來講，幾乎所有的氣象觀測(cè)站都被設(shè)置在南北疆的兩大盆地之間的環(huán)形觀測(cè)地帶，而在一些戈壁灘、沙漠區(qū)域則測(cè)站。研究區(qū)域選取 11 個(gè)不同的氣象觀測(cè)臺(tái)、站(如下圖 2-3布在整個(gè)塔城地區(qū)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)縣、市，其中包含了國(guó)家氣候氣象觀測(cè)二級(jí)站 4 個(gè)，以及國(guó)家氣象觀測(cè)一級(jí)站 5 個(gè)，這些氣域內(nèi)地面氣象、高空氣象、農(nóng)業(yè)氣象、雷電監(jiān)測(cè)、太陽輻射等。

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本文編號(hào)：2760188