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中国沙漠, 2021, 41(6): 265-268 doi: 10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00204

柴达木盆地雅丹地貌区风况数据集

李继彦,1,2, 郜学敏3, 董治宝2

1.太原师范学院 地理科学学院,山西 晋中 030619

2.陕西师范大学 行星风沙科学研究院,陕西 西安 710119

3.晋中学院 旅游管理系,山西 晋中 030619

The dataset of wind regime for yardang landforms in the Qaidam Basin

Li Jiyan,1,2, Gao Xuemin3, Dong Zhibao2

1.School of Geography Science,Taiyuan Normal University,Jinzhong 030619,Shanxi,China

2.Planetary Aeolian Research Institute,Shaanxi Normal University,Xi’an 710119,China

3.Department of Tourism Management,Jinzhong Univeristy,Jinzhong 030619,Shanxi,China

收稿日期: 2021-10-17   修回日期: 2021-10-26  

基金资助: 国家自然科学基金项目.  41930641.  41601005.  41130533

Received: 2021-10-17   Revised: 2021-10-26  

作者简介 About authors

李继彦(1984—),男,山东曹县人,博士,副教授,主要从事风沙地貌研究E-mail:jyli@tynu.edu.cn , E-mail:jyli@tynu.edu.cn

摘要

为了明确柴达木盆地雅丹地貌发育的风况特征,对盆地中南部鲸背状雅丹区和西北部长垄状雅丹区的风况分别进行了长期的野外实地观测。对实测的风速风向数据按照罗盘16方位分风速段统计分析,计算输沙势,得到柴达木盆地雅丹地貌区风况数据集。该数据集包括两个数据文件:(1)盆地中南部的鲸背状雅丹区风况数据(WinReg_WhaleBackYardang_QB);(2)盆地西北部的长垄状雅丹区风况数据(WinReg_LongRidgeYardang_QB)。每个数据文件均包含3个工作表,分别为观测周期内的原始风速风向记录,各月份、季节、年度的风频和输沙势。本数据集存储为.xls格式,压缩后的数据量为2.73 MB。本数据集不仅可准确阐释柴达木盆地雅丹地貌发育的风况特征,也为进一步研究雅丹地貌的发育演化模式奠定了基础。本数据集的相关研究成果发表在《中国沙漠》2013年33卷第5期和《Journal of Arid Land》2019年11卷第5期。

关键词: 柴达木盆地 ; 雅丹 ; 风况 ; 输沙势

Abstract

In order to demonstrate the wind regime of yardangs, long term field observations had been carried out to the whale back and long ridge yardang fields in the south-central and northwestern part of Qaidam Basin, respectively. Wind frequency was counted according to the 16 points of compass and corresponding wind speed classes, and the drift potential was calculated according to the method proposed by Fryberger et al. This dataset includes two group files: (1) the wind regime data of whale-back yardang field in the south-central Qaidam Basin (WinReg_WhaleBackYardang_QB); (2) the wind regime data of long-ridge yardang field in the northwestern Qaidam Basin (WinReg_LongRidgeYardang_QB). Each data file contains three worksheets, namely, the original record of wind speed and direction in the observation period, wind frequency and drift potential of each month, season and year. The dataset was archived in .xls data format with the data size of 2.73 MB (in .rar file). This dataset can not only demonstrate the wind energy environment, but also beneficial to propose the development and evolution model of yardangs in the Qaidam Basin.

Keywords: Qaidam Basin ; yardang ; wind regime ; drift potential

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本文引用格式

李继彦, 郜学敏, 董治宝. 柴达木盆地雅丹地貌区风况数据集. 中国沙漠[J], 2021, 41(6): 265-268 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00204

Li Jiyan, Gao Xuemin, Dong Zhibao. The dataset of wind regime for yardang landforms in the Qaidam Basin. Journal of Desert Research[J], 2021, 41(6): 265-268 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00204

0 引言

雅丹是一种典型的风蚀地貌类型,广泛分布于全球主要沙漠的边缘地区1。柴达木盆地西北部是中国最大的雅丹地貌分布区,面积达2.13×104 km2 [2,且类型多样3-4、物质组成各异5-7,因而对其发育环境与演化模式研究仍然有较多争论8。为了明确柴达木盆地雅丹地貌发育的风况特征,受国家自然科学基金等项目的资助,通过架设野外自动气象站,对柴达木盆地中南部的鲸背状雅丹区和西北部的长垄状雅丹区的气流状况进行了长期的野外实地观测9-10。该数据集不仅可以明确柴达木盆地雅丹地貌发育的风能环境及其空间变化特征,而且为雅丹发育演化模式研究奠定了基础。

1 数据集元数据简介

通过遥感影像判读和野外实地考察,将盆地中南部的鲸背状雅丹区和西北部的长垄状雅丹区作为研究区域,并架设野外自动气象站进行长时间序列的野外观测。数据集主要由两部分数据构成:①鲸背状雅丹区自2009年8月至2010年7月每15 min的原始风速风向数据记录,以及由此计算的月份、季节、年度的风频和输沙势数据;②长垄状雅丹区自2017年12月至2018年11月每10 min的原始风速风向数据记录,以及由此计算的月份、季节、年度的风频和输沙势数据。该数据集的其他信息详见表1

表1   柴达木盆地雅丹地貌区风况数据集元数据简表

Table 1  An abbreviated list of the dataset of wind regime for yardang landforms in the Qaidam Basin

条目简述
数据集名称柴达木盆地雅丹地貌区风况数据集
数据集段名YardangFieldWindRegimeQB2021
作者信息

李继彦,太原师范学院,jyli@tynu.edu.cn

郜学敏,晋中学院,waipoqiaoqt@163.com

董治宝,陕西师范大学,zbdong@snnu.edu.cn

地理区域柴达木盆地
数据年代2009年8月至2010年7月,2017年12月至2018年11月
数据格式.xls
数据量2.73 MB
数据集组成该数据集由两部分数据组成:(1)鲸背状雅丹区全年的风速风向原始记录、风频和输沙势数据(WinReg_WhaleBackYardang_QB);(2)长垄状雅丹区全年的风速风向原始记录、风频和输沙势数据(WinReg_LongRidgeYardang_QB)
资助项目国家自然科学基金项目(41930641,41601005,41130533)
出版与共享服务平台地址

国家冰川冻土沙漠科学数据中心,https://www.ncdc.ac.cn/portal/

甘肃省兰州市东岗西路320号,中国科学院西北生态环境资源研究院

数据共享政策①“数据”通过互联网系统向全社会免费开放,用户免费浏览、免费下载;②最终用户使用“数据”需要按照引用格式在参考文献或适当的位置标注数据来源;③摘取“数据”中的部分记录创作新数据的作者需要遵循20%引用原则,即从本数据集中摘取的数据记录少于新数据集总记录量的20%,同时需要对摘取的数据记录标注数据来源

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2 数据取得方法

鲸背状雅丹区位于察尔汗盐湖的北岸,自动气象站采用美国Campbell公司的CR200数据采集仪和长春气象仪器研究所的EC9-1型高动态性能风速风向传感器,地理位置为37°08′09″N、95°06′42″E(图1)。长垄状雅丹区介于昆特依与察汗斯拉图干盐湖之间,自动气象站架设于昆特依干盐湖西岸,采用美国Campbell公司的CR300数据采集仪和英国Gill公司的WindSonic二维超声风速风向传感器,地理位置为38°37′13″N、92°56′57″E。两个自动气象站周围25 m×25 m范围内的下伏地形均较为平坦,符合国家气象台站建立标准。

图1

图1   鲸背状雅丹(WBY)和长垄状雅丹(LRY)区气象站位置

Fig.1   Locations of the automatic wind observation towers for the whale back yardang (WBY) and long ridge yardang (LRY) fields


鲸背状雅丹区气象站位于柴达木盆地雅丹地貌区的东南部,长期在西北风的吹蚀作用下,廊道内集聚了大量的沙物质,且相对松散。因此,按照通常对中国北方沙漠地区起沙风的设定,将其定义为5 m·s-1。而长垄状雅丹区气象站位于柴达木盆地雅丹地貌区的西北部,地表覆盖一层坚硬的盐壳,沙物质中的可溶盐含量相对较高、粘结性较强,难以被风力吹扬起动,因此将其起沙风定义为6 m·s-1。按照罗盘16方位统计各风速段的频率。输沙势(drift potential,简称DP)是衡量区域风沙活动强度的重要指标,也是目前最常用的计算风沙活动强度的方法。输沙势又称输沙环境,用以反映某一方向的风在一定时间内的搬运能力,在数值上以矢量单位(vector unit,VU)表示11。通常采用Fryberger等12提出的方法进行计算:

DP=u2(uut)t

式中:DP为输沙势,矢量单位;u为风速,单位为节(knot);ut为起动风速,单位为节(knot);t为起沙风时间数,一般为观测时段内所观测的起沙风时间数与总观测时间数的百分数11-12

3 数据结果与验证

3.1 数据结果组成

该数据集由鲸背状雅丹区和长垄状雅丹区两个区域的风况数据文件(.xls)组成,每个数据文件又包括3个工作表,具体如下:

3.1.1 鲸背状雅丹区风况数据(WinReg_WhaleBackYardang_QB

该数据由以下3个工作表构成:

(1) 2009年8月至2010年7月,期间每隔15 min的原始风速风向记录;

(2) 按照罗盘16方位,分<5、5—8、8—10、10—12、>12 m·s-1等5个风速段统计的各月份、季节、年度的风频,月最大风速、月平均风速、起沙风频次及频率等;

(3) 各月份、季节、年度的输沙势(drift potential,简写为DP)、合成输沙势(resultant drift potential,简写为RDP)、合成输沙方向(resultant drift direction,简写为RDD)和方向变率(RDP/DP)。

3.1.2 长垄状雅丹区风况数据(WinReg_LongRidgeYardang_QB

该数据由以下3个工作表组成:

(1) 2017年12月至2018年11月,期间每隔10 min的原始风速风向记录;

(2) 按照罗盘16方位,分<6、6—8、8—10、10—12、>12 m·s-1等5个风速段统计的各月份、季节、年度的风频,月最大风速、月平均风速、起沙风频次及频率等;

(3) 各月份、季节、年度的输沙势(drift potential,简写为DP)、合成输沙势(resultant drift potential,简写为RDP)、合成输沙方向(resultant drift direction,简写为RDD)和方向变率(RDP/DP)。

3.2 数据结果验证

风玫瑰图表明柴达木盆地西北部的长垄状雅丹区以NW和NNW风为主,盆地中南部的鲸背状雅丹区以W和WNW风为主,也有部分来自E、ESE和ES方向的气流。E、ESE和ES方向的气流主要发生于夏季、秋末和冬季。其中,发生于夏季的偏东南风为印度夏季风的尾闾,而秋冬季节的偏东南风则是高原冬季风在周边地形影响下形成的13-14。同时,西北部的长垄状雅丹区为窄单峰风况、高等风能环境,而中南部的鲸背状雅丹区为钝双峰风况、中等风能环境。因此,受周边山地地形的影响,盆地中的气流在西北部以偏北风为主,而在中南部则以偏西风为主,且偏东风出现的频率开始增加。此外,风能强度表现出从西北部向中南部降低的趋势。该野外实地观测结果与以国家标准气象站观测数据相一致15-16

4 总结

本数据集中的鲸背状和长垄状雅丹区风况数据均为野外实测的第一手数据资料。经与柴达木盆地内国家标准气象站记录的风速风向数据对比,本数据集中的数据较为可靠,不仅可准确阐释柴达木盆地雅丹地貌发育的风况特征,也为进一步研究该区域雅丹地貌发育演化模式奠定了基础。同时需要指出,本数据集仅包括鲸背状和长垄状雅丹区的风况,未来需要进一步补充和完善该数据集,涵盖盆地内更多的雅丹类型。

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