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艾比湖干涸湖底沙尘暴形成与运行机制研究

荆耀栋  
【摘要】: 艾比湖已经成为新疆最大的沙尘暴策源地之一。艾比湖干涸湖底各个部分出露的年代、水分、地形各异,本文将其划分为四个不同的区域:龟裂区、盐泥区、疏松裸土区、植被覆盖区进行研究。经过对Aerosal Index数据的统计发现,艾比湖湖面面积变化与沙尘日数呈反向变化趋势,当湖面面积增加1km~2,沙尘日数平均减少0.08d,而湖面减少1km~2,沙尘日数将增加0.5d。沙尘暴发生的物质基础是大量沙源的存在,在对艾比湖干涸湖底下垫面进行分析研究时,笔者应用了分层分类的方法,通过卫星影像提取了各类地表分布信息。其中,龟裂区主要位于干涸湖底的西北部,面积157.97km~2。盐泥区主要位于湖滨及干涸湖底低洼处附近,面积55.64km~2。疏松裸土区主要位于干涸湖底的中部,面积252.70km~2。植被覆盖区主要分布在泉水溢出点附近等水分状况较好的区块,共有两处,一处在西部的乌兰达布森泉水周围,面积9.33km~2;另一处在玛依拉山东部洪积扇缘,从拉巴河口至库夏奇沟沿扇缘呈带状分布,长约14.26km,宽约0.67km。 沙尘暴发生的另一个因素是大风天气,为此对艾比湖干涸湖底风速风向特征进行了统计分析,得出年起沙总风速5293m/s·a,年起沙合成风速为1200m/s·a,时间分布上主要风期是4~7月,且一天中启动风速出现频率较高的时段主要集中在0点~1点、10点~13点、15点~23点这三个时间段中。经过实地观测,确定疏松裸土区的起沙尘临界风速约为5m/s(2.0m高度)。结合各个不同地表的理化性质,确定了艾比湖干涸湖底沙尘暴风沙源点位于疏松裸土区。应用帕萨克风蚀方程作为风蚀模型计算干涸湖底的风蚀量,统计得出艾比湖干涸湖底的年风蚀量为889.64万吨,并用DEM开挖方计算验证了该值。 利用DSI沙尘指数对发生在艾比湖干涸湖底的沙尘暴进行了沙尘信息的提取,对比我国沙尘暴运行路径发现艾比湖干涸湖底沙尘运行路径属于我国沙尘暴运行路径的第二条和第三条的一部分。其一,艾比湖区域的沙尘沿精河、塔城南部、沙湾县、乌鲁木齐市向东南方向运行到达吐鲁番西部,与塔里木盆地沙尘在哈密会合,运行至酒泉,随后进入张掖市,该路径为艾比湖区域沙尘运行的主要路径;其二,艾比湖干涸湖底的沙尘首先进入蒙古国,经山西省、陕西省,进入河北省,越过燕山进入北京。


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