论文部分内容阅读
塔克拉玛干沙漠是我国沙漠面积最大,世界第二大的流动性沙漠。由于其面积辽阔、气候极端干旱及疏散的沙质地表,该地区的风沙活动对全球物质输送及气候环境产生了重要影响。为此,许多学者对塔克拉玛干沙漠地区的风沙活动状况展开研究。输沙势DP是用于评价区域风沙活动、风能环境高低的一个重要判断指标,被广泛地应用于对风沙活动动力条件的评估计算中。Fryberger方法作为一种简化的“输沙势计算模型”,不仅容易理解而且在计算中也较为简便,致使其无论是在国内还是国外应用都非常之广。但由于Fryberger计算模型中观测风速时距、风速单位及风速代表值类型的不同会产生输沙势估算偏差。为此,本文首先详细介绍了Fryberger输沙势计算方法和步骤,并对输沙势含义和易混淆的问题进行了解释说明;基于输沙势公式定义了输沙势基准值,通过比较Fryberger输沙势估算值与基准值之间的差异,分析了不同观测点之间年输沙势强度及其对应的各风级输沙势分量的估算偏差。同时,本文还基于Fryberger方法的输沙势定义的计算值,对塔克拉玛干沙漠地区的风沙活动动力条件,即输沙势分布特征进行了时空上的分析研究。本文依据塔克拉玛干沙漠21个常规气象站2005-2007年和策勒自动气象站2005-2013年逐时观测的风速风向数据,首先,以5个测站逐时观测的风速数据为例,对Fryberger模型的估算偏差进行研究;其次,基于输沙势定义公式计算了塔克拉玛干沙漠22个测站的输沙势DP、矢量合成输沙势RDP、输沙势矢量合成方向RDD和有效起沙风风向变率指数r。研究结果表明:(1)风速观测值的平均时距愈短,风速脉动性作用愈显著,导致输沙势的计算值偏大。(2)Fryberger方法估算各测站年输沙势强度时,采用Fryberger风速中间值产生的估算偏差最小。(3)输沙势估算偏差具有区域和年际性差异(以策勒站为例),各风级风速代表值对输沙势分量的估算偏差产生影响,且其最佳组合随观测点和年份的变化而存在差异;采用最佳组合可有效减小输沙势估算偏差。(4)塔克拉玛干沙漠的东、西部存在两大主风向,东部以东北风为主,西部以西北风为主。(5)RDP、RDD和r不仅存在年际变化差异,其中RDD年际变动最大,r年际变动最小,而且对比强、弱风季的计算结果还有着明显的区域性差异。(6)5月份的风沙活动较强,在沙漠各个分区的交界处分别出现了输沙势高值或低值中心;2月份的风沙活动较弱,在沙漠北缘和西缘地区甚至无风沙活动,出现了输沙势为零的大片区域。(7)典型沙尘事件所对应计算的输沙势大小存在区域性差异,东部计算的DP值大于西部,南部大于北部,沙漠腹地要高于边缘地区。