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中国沙漠  2019, Vol. 39 Issue (6): 1-12    DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2018.00132
    
塔克拉玛干沙漠北缘夏季典型晴天近地层湍流能谱特征
金莉莉1, 李振杰2, 何清1,3, 买买提艾力·买买提依明1, 霍文1, 张建涛1
1. 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所 中国气象局塔克拉玛干沙漠气象野外科学试验基地, 新疆 乌鲁木齐 830002;
2. 临沧市气象局, 云南 临沧 677099;
3. 新疆维吾尔自治区气象台, 新疆 乌鲁木齐 830002
Characteristic of Surface-Layer Turbulence Spectra on Typical Sunny Days over the Northern Marginal Zone of the Taklimakan Desert
Jin Lili1, Li Zhenjie2, He Qing1,3, Ali Mamtimin1, Huo Wen1, Zhang Jiantao1
1. Taklimakan Desert Meteorology Field Experiment Station of CMA, Institute of Desert Meteorology, China Meteorological Administration, Urumqi 830002, China;
2. Lincang Meteorological Bureau, Lincang 677099, Yunnan, China;
3. Xinjiang Meteorological Observatory, Urumqi 830002, China
 全文: PDF(10766 KB)  
摘要: 利用塔克拉玛干沙漠北缘肖塘地区涡动相关系统三维方向风速(u,v,w)、气温、CO2、H2O等观测数据,分析了夏季典型晴天不同大气稳定度条件下湍流功率谱和协谱。结果表明:大部分情况下湍流速度谱分布满足-2/3幂指数率,垂直方向高频段惯性副区符合程度更高,水平方向次之;CO2和H2O浓度则符合程度较低;温度谱与无因次频率总体上都具有很好的相关性。垂直风速与径向风速u的协谱斜率拟合值大多数情况下更接近-1,而在近中性层结条件下更符合-4/5斜线。稳定层结条件下的协谱峰值比不稳定层结时更大,且约大一个量级;不稳定层结条件下高频段协谱近直线型下降。u谱对应的谱峰波长随稳定度增加而减小,v谱和T谱对应的谱峰波长随稳定度的增加没有规律性增减;u、v、w、T谱谱峰波长约67~827、69~2417、4~54、12~661 m。
关键词: 湍流能谱涡动相关塔克拉玛干沙漠绿洲-沙漠过渡带    
Abstract: By using three-dimensional wind speed (u, v, w), air temperature, CO2, H2O and other observation data from eddy covariance system in Xiaotang over the northern marginal zone of the Taklimakan Desert, this paper deal with the power spectra and cospectrum of turbulence under different atmospheric stability on typical sunny days in summer. The distribution of turbulent velocity mostly fitted the -2/3 power exponential rate well in Xiaotang, and the vertical high-frequency segment of inertia sub-region more significantly fitted the -2/3 power exponential rate, and then the horizontal direction. The fitting levels of CO2 and H2O were lower. The temperature spectrum has a good correlation with the dimensionless frequency in general. The cospectrum slope fitting values of vertical wind speed and radial wind speed u were large and were closer to -1 in most cases, and were more consistent with -4/5 slashes in the near neutral conditions. The cospectrum peak was larger under stable than that at unstable and it was about one magnitude larger. The cospectrum of high frequency segment decreased almost linearly under unstable conditions. The values of the peak wavelengths corresponding to the u spectrum decreased with the increase of stability, and the values of the peak wavelengths corresponding to the v spectrum and the T spectrum does not increased or decreased regularly with the increase of stability. The values of the peak wavelengths of u, v, w, T were about 67-827, 69-2417, 4-54,12-661 m, respectively.
Key words: turbulent spectra    eddy covariance    Taklimakan Desert    oasis-desert transition zone
收稿日期: 2018-09-21 出版日期: 2019-11-14
:  P422.4  
基金资助: 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(IDM201505);国家自然科学基金项目(41605008,41830968);国家公益性行业(气象)科研专项(GYHY(QX)201506001-14);中国博士后科学基金项目(162014);新疆高层次人才引进项目(2016-金莉莉)
通讯作者: 何清(E-mail:qinghe@idm.cn)     E-mail: qinghe@idm.cn
作者简介: 金莉莉(1984-),女,云南大理人,博士,副研究员,主要从事大气边界层和陆面过程模拟研究。E-mail:jinlili1984@126.com
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金莉莉
李振杰
何清
买买提艾力·买买提依明
霍文
张建涛

引用本文:

金莉莉, 李振杰, 何清, 买买提艾力·买买提依明, 霍文, 张建涛. 塔克拉玛干沙漠北缘夏季典型晴天近地层湍流能谱特征[J]. 中国沙漠, 2019, 39(6): 1-12.

Jin Lili, Li Zhenjie, He Qing, Ali Mamtimin, Huo Wen, Zhang Jiantao. Characteristic of Surface-Layer Turbulence Spectra on Typical Sunny Days over the Northern Marginal Zone of the Taklimakan Desert. Journal of Desert Research, 2019, 39(6): 1-12.

链接本文:

http://www.desert.ac.cn/CN/10.7522/j.issn.1000-694X.2018.00132        http://www.desert.ac.cn/CN/Y2019/V39/I6/1

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