沙塵氣溶膠是對流層大氣氣溶膠的重要組成成分,它通過起沙-傳輸-沉降成為了全球氣候變化的關(guān)鍵影響因素之一。以動力起沙為主的沙塵暴已經(jīng)被廣泛研究,而以熱力起沙為主的塵卷風(fēng)的起沙量在年內(nèi)的貢獻可能超過沙塵暴,表明塵卷風(fēng)也可能是環(huán)境以及氣候變化的關(guān)鍵要素。塵卷風(fēng)的熱力學(xué)理論認為對流邊界層高度對塵卷風(fēng)的起沙量有重要關(guān)系,如何利用長期的探空資料估算每天邊界層高度的變化,對準(zhǔn)確計算塵卷風(fēng)的起沙無疑具有重要作用。本文采用位溫廓線法,獲得了極端干旱區(qū)的每日最大對流邊界層高度(簡稱:CBLmax),并分析了影響CBLmax的因子,進而計算出塵卷風(fēng)的起沙量及其對總起沙量的貢獻,最后利用WRF模式模擬了敦煌地區(qū)塵卷風(fēng)的起沙分布并對起沙結(jié)果進行驗證,研究結(jié)果如下:1)敦煌和民勤地區(qū)CBLmax的計算及分析兩個站點逐日CBLmax具有非常顯著的年變化特征,呈單峰的正偏態(tài)分布,敦煌12月最低,5月最高;民勤1月最低,6月最高。年平均CBLmax達到2-2.4km左右,兩地極端時都可出現(xiàn)接近6km的深厚CBLmax。熱力因素對CBLmax的貢獻具有決定性,云量的多寡會對其產(chǎn)生影響。2)塵卷風(fēng)年均起沙量及對大氣沙塵氣溶膠的貢獻敦煌和民勤的熱力學(xué)效率與塵卷風(fēng)的月平均起沙量均呈單峰分布,敦煌(民勤)的熱力學(xué)效率5 (6)月達到年中最大,而兩地的塵卷風(fēng)起沙量同時在6月達到年中最大。計算的塵卷風(fēng)起沙量與衛(wèi)星觀測到的氣溶膠指數(shù)(Aura-AI)具有高度一致性。塵卷風(fēng)對大氣年均沙塵氣溶膠的貢獻至少在54.4% (敦煌)和54.1% (民勤)以上。3)WRF模式模擬敦煌地區(qū)每日的CBLmax和塵卷風(fēng)起沙量將計算CBLmax的干絕熱曲線法和塵卷風(fēng)的熱力學(xué)公式耦合在WRF模式中,使模式計算CBLmax的誤差由50.5%降低到18%,敦煌地區(qū)塵卷風(fēng)的起沙量西高東低,沙漠地帶的起沙高于戈壁和山地地區(qū)。模擬與實際計算的各月平均誤差為6.7%。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P425.55
【部分圖文】：

圖２．１敦煌和Ｗ勤地理位置逡逑于甘肅省西北部，甘、青、新三省交匯處，地處東拔１１４０米，總面積３．２萬平方千米。敦煌西接羅布為沙漠地帶；北部連接天山山脈和哈順戈壁，為戈山地和戈壁地貌。敦煌Ｆ１照強度高，干旱少雨，年量超過３０００邋ｍｍ，夏季Ｒ最高地表溫度超過６５°Ｃ，季Ｆ１最大地表變溫幅度超過５５°Ｃ以上，溫度起伏異區(qū)。該地區(qū)植被覆蓋不足１５％，是沙塵暴和塵卷風(fēng)于甘肅省河西走廊東北側(cè)，其東、北、西三面接內(nèi)緯３８°３９Ｓ海拔１３００米，總面積１．６萬平方千米。圍，年均降水少于１２０邋ｍｍ，蒸發(fā)量超過２６００邋ｍｍ，是中國四大沙塵暴的發(fā)源地之一，同樣也是塵

ｅ邐＇邋ｙＵ＿ｈ＞＾Ｎ７（ｒ邐１邋＾邋Ｘ逡逑圖２．１敦煌和Ｗ勤地理位置逡逑敦煌地區(qū)位于甘肅省西北部，甘、青、新三省交匯處，地處東經(jīng)９４°４１＇，逡逑北煒４０Ｗ，海拔１１４０米，總面積３．２萬平方千米。敦煌西接羅布泊，西南為逡逑庫姆塔格沙漠，為沙漠地帶；北部連接天山山脈和哈順戈壁，為戈壁地貌；東逡逑部為三危山，為山地和戈壁地貌。敦煌Ｆ１照強度高，干旱少雨，年降水量不足逡逑５０邋ｍｍ，年蒸發(fā)量超過３０００邋ｍｍ，夏季Ｒ最高地表溫度超過６５°Ｃ，極端氣候特逡逑征尤為明顯；夏季Ｆ１最大地表變溫幅度超過５５°Ｃ以上，溫度起伏異常劇烈，是逡逑典型的極端干旱區(qū)。該地區(qū)植被覆蓋不足１５％，是沙塵暴和塵卷風(fēng)的多發(fā)區(qū)之逡逑—［９３］逡逑０邋？逡逑民勤地區(qū)位于甘肅省河西走廊東北側(cè)

包括微物理過程、陸面過程、長短波輻射傳輸、積云對流、邊界層參數(shù)化和次逡逑網(wǎng)格湍流擴散等。逡逑圖２．２．１邋ＷＲＦ模式嵌套區(qū)域逡逑本文選用的模式版本為ＷＲＦＶ３．７．１，初始資料采用美國國家環(huán)境預(yù)報中心逡逑（ＮＣＥＰ）提供的全球３０ｓ地形資料和水平分辨率ｌ°ｘｌ°的ＦＮＬ全球再分析資料逡逑作為ＷＲＦ的初始場。模擬采用三層嵌套，嵌套區(qū)域如圖２．２．１所示，三層嵌套逡逑的中心位于甘肅省敦煌市，時間步長為１６２ｓ，垂直層分為不等距４３層，其中逡逑２ｋｍ以下有１７層，便于清晰分析邊界層內(nèi)垂直結(jié)構(gòu)，模式頂為５０ｈｐａ。本次模逡逑擬選用邊界層參數(shù)化方案為ＹＳＵ方案，具體模式配置及參數(shù)配置如表２．１所示：逡逑８逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 時曉f

本文編號：2811962