本论文开展了沙尘暴条件下近地层的流场和沙尘浓度实验研究。首先,利用布置在民勤三号塔地区的超声风速仪、粉尘仪等实验装置,对近地表的流场和沙尘浓度进行了连续、同步观测,并通过对测得的实验数据进行了数据选取、排除噪点、风向调整的预处理,来获得有效数据。在此基础上,应用统计分析方法和谱分析方法对沙尘暴中近地表流速和沙尘浓度的廓线、脉动特征和谱进行了分析,给出了沙尘暴中风场的统计特征及沙尘物质对风场统计规律的影响。进一步,通过对测量数据的分析,探讨了近地表流场中的湍流相干结构的特征、时空尺度、随雷诺数的变化规律,并进行了风洞验证。最后,对野外非稳定风沙流进行了统计分析以及对沙尘物质的水平和垂向输运规律进行了探讨,并提出了一个随机风速预测模型来对预测影响地表沙尘输运的随机风场。本文主要工作如下：1.风速功率谱方面：揭示了Kaimal谱并不适合描述2米以下的风速谱,本论文在实验基础上给出了能够适用于从地表至50米的功率谱的经验表达式。2.风速结构方面：1)近地表流场中普遍存在着超大尺度结构-VLSMs和大尺度结构LSMs,在野外前者的流向空间尺度一般可达数公里,而后者的流向尺度则约为几百米；2)风场结构在高度上表现出分区特征：在8米以上为超大尺度结构(VLSMs)的存在区域,2米以下为大尺度结构(LSMs)的存在区域,而2米～8米之间则为两者共存的区域。3.沙尘输运方面：VLSMs对近地表流场中的沙尘的水平输运起着主导性的影响,这不仅表现在VLSMs不仅对8米以上的PM10颗粒的输运起着主要的影响,且同时影响了2m以下区域的沙尘运动。4.地表风沙流方面：给出了影响地表风沙流输运的近地表2米以下的随机风场的预测模型,与测量结果比较表明,预测模型能够较准确地反映风场的统计特征。