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塔克拉玛干沙漠沙尘暴天气及地表热力气候特征研究

王敏仲  
【摘要】: 本文利用NCEP再分析资料、塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站微气象资料以及常规地面观测资料,采用天气动力学和气候学(EOF、SVD技术)方法,初步研究了塔克拉玛干沙漠东灌型强沙尘暴天气过程、沙漠腹地地表辐射及热量平衡、沙漠地表热力特征及其与南疆夏季降水的关系,得到以下几点主要结论: 一.2006年4月10日东灌型强沙尘暴天气的环流动力结构 西西伯利亚地面冷高压爆发性南下并强烈发展是造成塔克拉玛干沙漠东灌型沙尘暴天气的重要地面影响系统。沙尘暴区上空螺旋度垂直分布低层为正值、高层为负值,构成了低空强辐合、高空强辐散的深厚上升运动区,这种螺旋度垂直分布与沙尘暴的发生发展有一定的对应关系,可作为沙尘暴预报的一个参考依据。高空急流入口区次级环流下沉支可以导致高层动量下传,促使对流层中低层风力加大,驱动沙尘暴天气的发生。 二.塔克拉玛干沙漠腹地热量平衡特征 塔克拉玛干沙漠地表辐射平衡以正值为主;沙漠腹地地表热量交换以湍流感热占主导地位,只有一少部分热量以潜热形式输送给近地层大气,一日之内感热通量、潜热通量和土壤热通量所占净辐射通量的比例分别为72.5%、18.6%和8.9%。观测分析表明,夏季沙漠下垫面对大气的加热作用较为显著,白天地面为强热源,晚上为弱冷源。 三.塔克拉玛干沙漠地表热力特征及其与南疆夏季降水的关系 沙漠地区地表感热和潜热通量的分布存在较大的季节和区域性差异。根据各季地表感热、潜热距平场的EOF分析,该区感热和潜热异常主要有“全区一致型”、“南北差异型”以及“西北~东南差异型”三种常见的分布模态。 塔克拉玛干沙漠地表热力场与南疆降水场的第一对SVD模态代表了两场间的主要耦合特征,具有较好的时空相关;南疆西部、西北部地区与沙漠中部偏西偏北区域(38°~40°N, 78°~83°E)为SVD耦合相关的显著区域;南疆夏季降水与沙漠春、夏季地表感热呈负相关关系,与地表潜热呈正相关关系;前期春季塔克拉玛干沙漠地表感热、潜热异常变化可作为南疆夏季降水异常具有指示意义的一个信号。


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