巴丹吉林沙漠夏季大气边界层结构

李建刚, 奥银焕, 李照国, 买买提艾力&#183;买买提依明

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2013.00342

中国沙漠 >

2014 , Vol. 34 >Issue 2: 488 - 497

DOI: https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2013.00342

天气与气候

巴丹吉林沙漠夏季大气边界层结构

展开

1. 新疆气象台, 新疆乌鲁木齐 830002;
2. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室, 甘肃兰州 730000;
3. 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所, 新疆乌鲁木齐 830002

李建刚（1978—），男，新疆石河子人，硕士，主要从事天气预报技术及环境变化对气候影响的研究。Email：shzljg-qxj@163.com

收稿日期: 2013-01-15

修回日期: 2013-04-10

网络出版日期: 2014-03-20

基金资助

国家公益性行业科研专项项目（GYHY201306066）；国家自然科学基金项目（41130961，41205005，40975007）资助

收起

Characteristics of Atmospheric Boundary Layer over the Badain Jaran Desert in Summer

Expand

1. Xinjiang Meteorological Observatory, Urumqi 830002, China;
2. Key Laboratory of Land Surface Process and Climate Change in Cold and Arid Regions, Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China;
3. Institute of Desert Meteorology, China Meteorological Administration, Urumqi 830002, China

Received date: 2013-01-15

Revised date: 2013-04-10

Online published: 2014-03-20

Fold

摘要

利用国家自然科学基金项目“巴丹吉林沙漠陆-气相互作用观测试验和研究”于2009年7—9月在巴丹吉林沙漠取得的系留气球、GPS探空等加强观测资料，分析了沙漠夏季大气边界层位温、比湿及风等的日变化特征。研究表明：（1）巴丹吉林沙漠近地面气温日较差较大，比湿的变化与气温相反，白天风速变化大。（2）昼（夜）不平衡能量差额R_d>0（R_d<0），莫宁-奥布霍夫长度L<0（L>0），大气层结趋于不稳定（稳定）；白天大部分净辐射能量转换为感热通量，为深厚大气边界层的发展提供热力条件。（3）午前稳定边界层经历了从重建到消退的过程，其上残留层较厚；午后混合层打通残留层发展迅速，近地面层出现明显的超绝热递减层；夜间稳定边界层迅速发展，最大厚度达900 m；（4）从整个边界层来看，午前出现的5层结构在午后变为3层，稳定边界层消失，混合层迅速发展，厚度达到3 000 m。夹卷层厚度最大值为1 500 m，近地面的超绝热层最大达200 m。

关键词： 巴丹吉林沙漠; 大气边界层; 变化

本文引用格式

李建刚, 奥银焕, 李照国, 买买提艾力·买买提依明 . 巴丹吉林沙漠夏季大气边界层结构[J]. 中国沙漠, 2014 , 34(2) : 488 -497 . DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2013.00342

Abstract

The characteristics of daily potential temperature, specific humidity, wind speed and direction of the boundary layer in summer was analyzed based on the observed data from July to September of 2009. The result showed that: (1) Surface daily temperature range was high, the variation of specific humidity was the opposite of temperature, and wind speed changed obviously at the daytime. (2) When energy imbalance item R_d>0, Monin-Obukhov Length L<0, the atmospheric stratification was unstable, and vice versa. The most of net radiation was transformed to sensible heat flux at the daytime, providing thermal condition for boundary layer development. (3) Stable Boundary Layer (SBL) experiences from rebuilt to disappearance, Residual Layer (RL) over SBL was thicker before noon; Mixed Layer (ML) got through the RL and develops swiftly, super-adiabatic lapse phenomenon appears at the near-surface in the afternoon; in the nighttime, SBL develops rapidly, and the maximum thickness reached 900 m, ML changed into RL. (4)To the whole atmospheric layer, five-layer boundary structure turned into three-layer structure in the afternoon, SBL disappears, ML develops and the maximum value was about 3 000 m. the thickness of entrainment zone(EZ) achieves 1 500 m and super-adiabatic layer height reaches about 200 m.

Key words： Badain Jaran Desert; atmospheric boundary layer; variation

参考文献

[1] Stull R B.An introduction to boundary layer meteorology[M].Dordrecht,Netherlands:Kluwer Academic Publishers,1988.
[2] 张强,卫国安,侯平.初夏敦煌荒漠戈壁大气边界结构特征的一次观测研究[J].高原气象,2004,23(5):587-597.
[3] 王庚辰,李立群,王勇,等.XLS-Ⅱ型系留气艇探测系统[J].气象科技,2004,32(4):269-273.
[4] 谷良雷,胡泽勇,吕世华,等.敦煌和酒泉夏季晴天和阴天边界层气象要素特征分析[J].干旱区地理,2007,30(6):871-878.
[5] Warner T T.Desert Meteorology[M].New York,USA:Cambridge University Press,2004.
[6] 苏从先,胡隐樵.绿洲和湖泊的冷岛效应[J].科学通报,1987,10(3):756-758.
[7] 胡隐樵,高由禧.黑河实验(HEIFE)——对干旱地区陆面过程的一些新认识[J].气象学报,1994,52(3):285-296.
[8] 张强,胡隐樵.热平流影响下湿润地表的通量-廓线关系[J].大气科学,1995,19(1):8-20.
[9] 张强,黄荣辉,王胜,等.西北干旱区陆-气相互作用试验(NWC-ALIEX)及其研究进展[J].地球科学进展,2005,20(4):427-441.
[10] 张强,王胜.关于黄土高原陆面过程及其观测试验研究[J].地球科学进展,2008,23(2):167-173.
[11] 张强,胡向军,王胜,等.黄土高原陆面过程试验研究(LOPEX)有关科学问题[J].地球科学进展,2009,24(4):363-371.
[12] 吕达仁,陈佐忠,陈家宜,等.内蒙古半干旱草原土壤-植被-大气相互作用(IMGRASS)综合研究[J].地学前缘(中国地质大学,北京),2002,9(2):295-306.
[13] 郭东林,杨梅学,屈鹏,等.能量和水分循环过程研究:回顾与探讨[J].冰川冻土,2009,31(6):1116-1126.
[14] 顾润源,武荣盛,周伟灿,等.内蒙古半干旱草原沙尘天气对近地层微气象学特征影响分析[J].中国沙漠,2012,32(3):815-823.
[15] 胡永宁,王林,张国盛.毛乌素沙地1969-2009年主要气候因子时间序列小波分析[J].中国沙漠,2013,33(2):390-395.
[16] 吕萍,董治宝.库姆塔格沙漠春季近地面风场,温度场特征[J].中国沙漠,2012,32(2):442-446.
[17] 闫人华,熊黑钢,张芳.夏秋季绿洲-荒漠过渡带芨芨草地蒸散及能量平衡特征研究[J].中国沙漠,2013,33(1):133-140.
[18] 张克存,姚正毅,安志山,等.巴丹吉林沙漠及其毗邻地区降水特征及风沙环境分析[J].中国沙漠,2012,32(6):1507-1511.
[19] 马宁,王乃昂,朱金峰,等.巴丹吉林沙漠周边地区近50 a来气候变化特征[J].中国沙漠,2011,31(6):1541-1547.
[20] 郭亿华,李保生,温小浩,等.巴丹吉林沙漠东南缘查格勒布鲁剖面CGS1层段粒度特征及其指示的全新世千年尺度气候变化[J].中国沙漠,2012,32(5):1248-1255.
[21] 李祥余,何清,买买提明艾力,等.塔中春季晴天近地层温度,湿度和风速廓线特征[J].干旱区地理,2008,31(3):389-396.
[22] 王柯,何清,王敏仲,等.塔克拉玛干沙漠腹地边界层风场特征[J].中国沙漠,2012,32(4):1029-1034.
[23] 刘强,何清,杨兴华,等.塔克拉玛干沙漠腹地冬季大气稳定度垂直分布特征分析[J].干旱气象,2009,27(4):308-313.
[24] 朱金峰,王乃昂,陈红宝,等.基于遥感的巴丹吉林沙漠范围与面积分析[J].地理科学进展,2010,29(9):1087-1094.
[25] 马柱国,符淙斌.中国北方干旱区地表湿润状况的趋势分析[J].气象学报.2001,59(6):737-746.
[26] 张强,卫国安,侯平.初夏敦煌荒漠戈壁大气边界结构特征的一次观测研究[J].高原气象,2004,23(5):587-597.
[27] Deardorff J W.Three-dimensional numerical study of turbulence in an entraining mixed layer[J].Boundary-Layer Meteorology,1974,7(2):199-226.
[28] Kaimal J C,Wyngaard J C,Haugen D A,et al.Turbulence structure in the convective boundary layer[J].Journal of the Atmospheric Sciences,1976,33(11):2152-2169.
[29] 岳平,牛生杰,张强,等.春季晴日蒙古高原半干旱荒漠草原地边界层结构的一次观测研究[J].高原气象,2008,27(4):757-763.
[30] 张强,赵鸣.绿洲附近荒漠大气逆湿的外场观测和数值模拟[J].气象学报,1999,57(6):729-740.

Options

文章导航

模态框（Modal）标题

摘要

本文引用格式

Abstract

参考文献