霍文 - 2011 中国沙漠 - 2007_2008年库姆塔格沙漠沙尘天气特征与天气分型

料 ，结 合 库 姆 塔 格 沙 漠 沙 尘 粒 度 分 析 资 料 ，初 步 讨 论 了 风 对 库 姆 塔 格 沙 漠 沙 丘 形 态 的 影 响 。
关 键 词 ：沙 尘 天 气 ；库 姆 塔 格 沙 漠 ；翻 山 型 ；东 灌 型 ；发 展 型 ；对 流 型
中 图 分 类 号 ：Ｐ４４５．４
文 献 标 识 码 ：Ａ
２００７ 年 ９ 月 ９ 日 ０８ 时 ，５００ｈＰａ高 空 形 势 场 欧 洲 为 槽 ，里 海 到 巴 尔 喀 什 湖 为 宽 广 的 脊 区 ，新 疆 受 短 波槽控制，槽内 的 影 响，高 压 脊 开 始 向 东 北 方 向发展，使影响新疆 的 槽 东 移 南 压 且 槽 底 向 西 南 延 伸，影 响 到 库 姆 塔 格 沙 漠 地 区，当 槽 转 为 东 北－西 南 向 后 ，继 续 东 移 ，直 到 １２ 日 ０８ 时 才 移 出 库 姆 塔 格 沙 漠。这次过程偏 东 地 区 高 空 ５００ｈＰａ风 速 并 不 大， 最大风 速 １６ ｍ·ｓ－１出 现 在 １１ 日 ０８ 时 若 羌 站 （图 ２Ａ）。地面上高压整 体 偏 北，１１ 日 移 至 内 蒙 西 部 时 略 加 强 ，新 疆 处 于 高 压 南 缘 ，东 疆 地 区 １０ 日 ２０ 时 后
摘 要 ：利 用 ２００７ 年 库 姆 塔 格 沙 漠 科 学 考 察 时 自 动 气 象 站 所 获 取 的 数 据 ，分 析 了 沙 尘 暴 过 境 时 库 姆 塔 格 沙 漠 气 象
要素的变化特征。以库姆塔格沙漠周边气象站点沙尘天气出现时间为依 据，选 取 ２００８ 年 所 有 沙 尘 天 气 过 程，解 读
指 标 、暢暏 雨 强 、暢暐 太 阳 辐 射 、暢暒 紫 外 辐 射 、暢暓 最 大 紫 外 辐射、暢暔冷热舒适度 指 标、暣暉 仪 器 温 度、暣暊 仪 器 相 对 温 度 、暣暋 风 样 、暣暍 风 接 效 率 、暣暎 采 样 时 间 间 隔 等 。
２ 考察期间典型天气过程分析
２．１ 高 空 环 流 形 势 分 析
笔者利用这 次 综 合 考 察 的 珍 贵 气 象 资 料 以 及 ２００８ 年相关资料对库姆塔格沙漠沙尘天气特征及其天气 分型等方面做了相 关 探 讨，期 待 为 库 姆 塔 格 沙 尘 暴 的研究奠定一定的基础。
１ 资料选取
２００７年９月，考察队对库 姆 塔 格 沙 漠 进 行 了 一 系列的 科 学 考 察 （图 １），并 于 ９ 月 １１ 日 至 ２２ 日 先 后在 库 姆 塔 格 沙 漠 １ 号 营 地、２ 号 营 地 和 多 坝 沟 架 设了Ｄａｖｉｓ自 动 气 象 站，获 取 了 一 批 宝 贵 的 气 象 资 料。通过统计 学 方 法 分 析 了 ９ 月 两 次 沙 尘 暴 过 程 中 ，库 姆 塔 格 沙 漠 地 面 气 象 要 素 的 变 化 特 征 。
相应时间段内 Ｍｉｃａｐｓ系统中各个层次的资料，客观分析了驱动库姆塔格沙 漠 沙 尘 天 气 爆 发 的 动 力 成 因 ，将 天 气 形
势分为４种类型：冷空气翻山型；冷空气东灌型；锋前热低压发展型；局地对 流 型。 冷 空 气 翻 山 型 与 东 灌 型 居 多 ，共
７次，锋前热低压发展型与局地对流型较少，仅为２次。利用库姆塔格沙漠北部１号气象站以及南部２号 气 象 站 资
１０ ３８ 中 国 沙 漠 第３１卷
外 图 片 、数 据 信 息 采 集 。 对 库 姆 塔 格 沙 漠 的 地 质 、地 貌、气候、水 文、土 壤、植 被、动 物 等 自 然 环 境 要 素 的 综合科考，对于查清 库 姆 塔 格 沙 漠 地 区 植 被 资 源 状 况、揭示西北干旱区 气 候 与 环 境 形 成 演 变 历 史 以 及 对青藏高原隆升和全球变化的响应具有重要科学意 义 。 “库 姆 塔 格 沙 漠 综 合 科 学 考 察 ”项 目 是 科 技 部 批 准 的 ２００６ 年 度 国 家 科 技 基 础 性 工 作 专 项 “科 学 调 查 与考察类”九个 重 点 项 目 之 一。 库 姆 塔 格 是 中 国 八 大 沙 漠 中 惟 一 分 布 有 羽 毛 状 沙 丘 的 沙 漠 ，沙 漠 气 候 、 环境条件极其严 酷。 项 目 的 实 施，不 仅 将 填 补 其 综 合科考之空 白，还 将 在 沙 区 资 源 开 发 利 用、防 沙 治 沙 、生 态 保 护 等 方 面 为 政 府 决 策 部 门 提 供 科 学 依 据 。
图 １ 库 姆 塔 格 沙 漠 科 学 考 察 路 线 图 Ｆｉｇ．１ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｒｏｕｔｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｋｕｍｔａｇｈ Ｄｅｓｅｒｔ ｉｎ ２００７
库姆塔格沙漠 １ 号站（１ 号营地）：４０°１４′４８″Ｎ， ９２°３２′４９″Ｅ，海 拔 ９３５ ｍ，采 集 时 段 为 ２００７ 年 ９ 月 １１日０８：５８ 至 １６ 日 ０８：４５，采 集 数 据 量３４ ６５６个， 采集间隔５ｍｉｎ。４号站（１ 号 营 地 以 西）：３９°４６′１２″ Ｎ，９０°５７′２８″Ｅ，海 拔１ ０２２ ｍ，采 集 数 据 量５６ ５６８个 ， 采集第一时 段 为 ２００７ 年 ９ 月 １１ 日 １８：２０ 至 １３ 日 ０８：０５；第 二 时 段 为 ２００７ 年 ９ 月 １３ 日 ０８：１０ 至 １３ 日１４：４０，采 集 间 隔 第 一 时 段 １ ｍｉｎ，第 二 时 段 ５ ｍｉｎ。 库 姆 塔 格 沙 漠 ２ 号 营 地 站 ：３９°３５′３８″Ｎ，９２°２０′ ３３″Ｅ，海拔１ ４９７ｍ，采 集 数 据 量１３３ ４１６个，采 集 时 段为２００７年９月１６日 １２：２２ 至 ２０ 日 ０９：０１，采 集 间隔１ｍｉｎ。多坝沟 站：３９°４１′１０″Ｎ，９３°２９′３０″Ｅ，海 拔１ ６９４ｍ，采集数据量４８ ９１２个，采 集 时 段 ２００７ 年 ９月２０ 日 １８：４１ 至 ２２ 日 ０９：０９，采 集 间 隔 １ ｍｉｎ。 采集要素包括：① 地 面 温 度、② 最 高 温 度、③ 最 低 温 度、④相对 湿 度、⑤ 露 点、⑥ 风 向、⑦ 风 速、⑧ 风 的 里 程 数 、⑨ 最 大 风 速 、⑩ ．最 大 风 速 的 盛 行 风 向 、暊暢 热 学 指标、暢暋．温湿风合 算 指 标、暢暍 气 压、暢暎 降 水 量、风 温
第 ３１ 卷 第 ４ 期
中 国 沙 漠
Ｖｏｌ．３１ Ｎｏ．４
２０１１ 年 ７ 月
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＥＳＥＲＴ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
Ｊｕｌ．２０１１
文 章 编 号 ：１０００－６９４Ｘ（２０１１）０４－１０３７－０９
２００７—２００８年库姆塔格沙漠沙尘 天气特征与天气分型
中国第六大沙漠库姆塔格沙漠东接甘肃省敦煌 市，北抵天山山脉 东 段，南 以 阿 尔 金 山 为 界，是 塔 克 拉玛 干 沙 漠 的 一 部 分。库 姆 塔 格 沙 漠 面 积 大 约 ２．２８万 ｋｍ２，主要组成元素 不 是 沙 丘，而 是 沙 山，库 姆 塔 格 在 维 吾 尔 语 中 就 是 “沙 山 ”之 意 。 位 于 亚 洲 干 旱 区 ，是 一 个 典 型 的 内 陆 河 盆 地 ，十 余 条 重 要 地 表 径 流曾穿过沙漠汇集于罗布泊洼地。在该沙漠中除了 有一定面积的雅 丹 地 貌、格 状 沙 丘、新 月 形 沙 丘、蜂 窝 状 沙 丘 、金 字 塔 形 沙 丘 、星 状 沙 丘 和 线 状 沙 丘 等 沙 丘类型外，还有世 界 上 独 有 的 “羽 毛”状 沙 丘。 鉴 于 沙漠气候恶劣、环境 条 件 严 酷 及 技 术 手 段 落 后 等 客 观 原 因 ，考 察 和 研 究 工 作 相 对 薄 弱 。２０ 世 纪 ７０—８０ 年 代 以 来 ，中 国 科 学 院 等 就 罗 布 泊 变 迁 问 题 ，对 该 沙 漠 北 缘 及 阿 奇 克 堑 谷 地 一 带 作 过 零 星 考 察［１］，继 后 有部分学 者 对 ［２－１４］ 库 姆 塔 格 沙 漠 的 “羽 毛 状 沙 丘 ” 的 成 因 机 制 、沙 尘 粒 度 等 方 面 做 了 相 关 研 究 ，并 通 过 野 外 观 测 、高 精 度 航 片 解 译 和 风 洞 模 拟 实 验 研 究 ，得 出了羽毛状沙垄形成条件。其中魏怀东等 研 ［３］ 究 表 明 ，组 成 金 字 塔 沙 丘 、线 形 沙 垄 、格 状 沙 丘 、羽 毛 状 沙 丘羽 轴 的 沙 粒 中 ０．２５～０．０６３ ｍｍ 颗 粒 占 绝 大 多 数，其次是 ０．５～０．２５ ｍｍ 和 １～０．５ ｍｍ 的 颗 粒， 形成羽毛状沙 丘 羽 枝 的 颗 粒 在 暗 带 以 ２～０．５ ｍｍ
霍 文１，２，何 清１＊ ，杨兴华１，赵 勇１，王式功３，李耀辉４
（１．中国气象局 乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆 乌鲁木齐 ８３０００２；２．新疆师范大学 地理科学与旅游学院，新疆 乌鲁木齐 ８３００５４；３．兰州大学 大气科学学院，甘肃 兰州 ７３００００；４．中国气象局 兰州干旱气象研究所，甘肃 兰州 ７３００２０）
收 稿 日 期 ：２０１０－１１－２７；改 回 日 期 ：２０１１－０５－１１ 基金项 目：国 家 科 技 基 础 性 工 作 专 项 （２００６ＦＹ１１０８００）；新 疆 维 吾 尔 自 治 区 科 技 攻 关 项 目 （２００８３３１１９）；国 家 科 技 支 撑 计 划 课 题
（２００８ＢＡＣ４０Ｂ０５－０１）；中 国 沙 漠 气 象 科 学 基 金 项 目 （Ｓｑｊ２００９００２）；国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （４０９７５０９７）联 合 资 助 作 者 简 介 ：霍 文 （１９８１— ），男 ，陕 西 绥 德 人 ，硕 士 研 究 生 ，助 理 研 究 员 ，主 要 从 事 沙 漠 气 象 研 究 。Ｅｍａｉｌ：ｈｕｏｗｅｎｐｅｔ＠ｉｄｍ．ｃｎ ＊ 通讯作者：何清（Ｅｍａｉｌ：ｑｉｎｇｈｅ＠ｉｄｍ．ｃｎ）
的颗粒 为 主，在 明 带 以 ０．５～０．０６３ ｍｍ 的 颗 粒 为 主，各沙丘沙粒的分选性 较 好。 屈 建 军 等 研 ［１１］ 究 指 出 ，晚 更 新 世 末 至 全 新 世 库 姆 塔 格 沙 漠 扩 大 ，向 北 埋 没了羽毛状断裂谷（风 蚀 谷）和 雅 丹 垄 脊，形 成 了 世 界上独特的羽毛状沙丘。屈 建 军 等 指 ［１４］ 出，库 姆 塔 格沙漠位于塔里木板块东部的阿尔金山北麓地带， 受青藏高原新构造运动强烈隆升和贯穿本区的阿尔 金断裂系发生左旋 走 滑 变 动 的 影 响，构 筑 了 南 高 北 低的地质构 造 变 为 盆 山 格 局。２００７ 年 ９ 月 由 中 国 林 业 科 学 研 究 院 牵 头 ，林 业 研 究 所 、森 林 保 护 与 生 态 环 境 研 究 所 、资 源 信 息 研 究 所 ，中 国 科 学 院 寒 区 旱 区 环 境 与 工 程 研 究 所 、新 疆 生 态 与 地 理 研 究 所 、植 物 研 究 所 、地 理 研 究 所 ，甘 肃 省 治 沙 研 究 所 ，兰 州 大 学 ，南 京 大 学 ，北 京 大 学 ，北 京 师 范 大 学 ，北 京 林 业 大 学 ，中 国气象局兰州干旱 气 象 研 究 所、乌 鲁 木 齐 沙 漠 气 象 研究所等１６ 所 中 央 和 地 方 科 研 机 构、高 等 院 校 的 ４６名科学家、研 究 人 员 和 １５ 名 后 勤 保 障 人 员 共 计 ６１人组成库姆塔格沙漠综合科学 考 察 队，首 次 对 该 沙 漠 分 布 规 律 、沙 丘 类 型 与 沙 丘 形 态 特 征 、沙 漠 形 成 时 代 及 演 化 过 程 、气 候 环 境 特 点 、地 表 水 文 状 况 及 古 水文网的变迁、植 被 与 土 壤 特 点、资 源 与 环 境 状 况、 生物多样性特征、沙 漠 对 周 边 地 区 的 影 响 等 进 行 野