塔克拉玛干沙漠区域性和局地性沙尘暴天气的起沙阈值观测研究

Threshold friction velocities for dust emission (threshold velocity and threshold friction velocity) are key judgment indexs for happening of sand movement, it is also the most important parameter in dust emission schemes of Sandstorm Numerical Forecast System, and it will directly affect the accuracy of sandstorm forecast, therefore, it is the key content of the sandstorm research. The study of sandstorm over the Taklimakan desert occupies an important place in the research of China's dust weather and atmospheric environment. And the study is the key to correctly understanding and forecasting the dust weather, environmental processes of the west area of China and its downstream. In view of this, the project takes the hinterland of the Taklimakan desert as study area, to develop observation experiment on the threshold friction velocities and micrometeorological characteristics of regional and local sandstorms based on piezoelectric saltation sensors, surface layer gradient observation system. To analyze the differences and reasons, and offer basic supports for dust weather forecast and research of environmental processes of the west area of China and its downstream.

起沙阈值（起沙摩擦速度和起沙风速）是界定风沙活动能否发生的关键指标，是沙尘暴数值预报系统风蚀模块中最重要的参数，直接影响沙尘天气的预报水平，是沙尘暴研究的核心问题之一。塔克拉玛干地区的沙尘暴研究在我国沙尘天气和大气环境研究中占有重要地位，是正确认识并预测预报我国西部和下游地区沙尘天气以及环境过程的关键。因此，本项目拟以塔克拉玛干沙漠腹地塔中为典型地区，借助压电式风蚀传感器、近地层梯度观测系统，对区域性沙尘暴、局地性沙尘暴的起沙阈值及近地层微气象学特征进行观测研究，认识其差异及原因，为该区域及其下游地区的沙尘天气预报及环境过程研究提供服务。

起沙阈值（起沙摩擦速度和起沙风速）是界定风沙活动能否发生的关键指标，是沙尘暴数值预报系统风蚀模块中最重要的参数，直接影响沙尘天气的预报水平，是沙尘暴研究的核心问题之一。塔克拉玛干地区的沙尘暴研究在我国沙尘天气和大气环境研究中占有重要地位，是正确认识并预测预报我国西部和下游地区沙尘天气以及环境过程的关键。本项目以塔克拉玛干沙漠腹地塔中为典型地区，借助压电式风蚀传感器、近地层梯度观测系统，对区域性沙尘暴、局地性沙尘暴的起沙阈值及近地层微气象学特征进行了观测研究。结果表明，研究区2005-2014年区域性沙尘暴发生日数为80d，局地性沙尘暴为 90d；相比局地性沙尘暴，区域性沙尘暴具有持续时间长、能见度低、多发生在春季（局地性沙尘暴多发生在夏季午后）的显著特点；区域性和局地性沙尘暴过程中近地层风、温及湿度廓线存在显著差异；研究区起沙风速的变化范围为3.5-10.9 m/s，平均值为 5.9 m/s，4.5-7.5m/s的值占到91.4%；起沙风速存在显著的季节变化，起沙风速夏季（6.5 m/s）高于春季（6.1 m/s）高于秋季（5.8 m/s），冬季的值最小（5.1 m/s）；区域性沙尘暴起沙阈值显著大于局地性沙尘暴起沙阈值，区域性沙尘暴过程的起沙阈值分布在3.5-10.9m/s范围内，平均值为6.4m/s，局地性沙尘暴起沙阈值分布在3.5-9.8m/s范围内，平均值为5.9m/s；起沙风速与气温、空气湿度及土壤湿度之间存在弱的正相关，相关系数r分别为0.39， 0.31和0.18。