塔克拉瑪干沙漠塵卷風結(jié)構(gòu)的觀測及大渦模擬研究
發(fā)布時間:2021-08-06 17:23
塵卷風是一種發(fā)生在對流邊界層的垂直渦旋,其形成的主要原因為太陽照射造成地表受熱不均勻,在浮力作用下形成熱力對流,在一定的角動量條件下,形成一種旋轉(zhuǎn)上升的對流渦,因其旋轉(zhuǎn)過程中能夠攜帶大量沙塵粒子至高空而可見,目前對塵卷風及其沙塵傳輸量的認知相當有限。本文嘗試分析2014年7月塔克拉瑪干沙漠塵卷風外場觀測結(jié)果,并開展了塵卷風形成過程的大渦模擬(WRF-LES)數(shù)值研究,以及塵卷風對全球沙塵氣溶膠的貢獻評估等。主要工作和研究如下:1.塔克拉瑪干沙漠中塵卷風結(jié)構(gòu)及形成環(huán)境出現(xiàn)的時間多在11時至17時,塔克拉瑪干沙漠地區(qū)觀測的塵卷風,其環(huán)境風速在2.5m s-1~3.2ms-1范圍內(nèi),地表與近地面2m氣溫差在15℃左右;趬m卷風的不透明度觀測,確定了塔克拉瑪干沙漠中塵卷風結(jié)構(gòu)。隨著高度的增加塵卷風不透明度逐漸減小,中心部位不透明度值變化相對較小,兩側(cè)不透明度值差異較大,且不同高度其遞減率也有所不同;底層塵卷風不透明度由中心線向東西兩側(cè)均大體呈現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象,表明塵卷風具有一定的對稱性,東側(cè)的不透明度變化明顯大于西側(cè),表明塵卷風并非絕對對稱;基于塵卷風不透明度水平分布特征提出一種新的模型...
【文章來源】:南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究目的及意義
1.2 國內(nèi)外研究進展
1.2.1 塵卷風氣象特征
1.2.2 塵卷風輸沙量
1.2.3 塵卷風數(shù)值模擬
1.3 選題意義及研究內(nèi)容
第二章 觀測區(qū)域及研究方法
2.1 觀測時間及區(qū)域概況
2.2 數(shù)字光學(xué)方法(DOM)介紹
2.3 獲取塵卷風不透明度數(shù)據(jù)
2.4 大渦模擬介紹
2.5 大渦模式WRF-LES
第三章 塵卷風結(jié)構(gòu)特征觀測分析
3.1 塵卷風形成的邊界條件
3.1.1 時間分布特征
3.1.2 塵卷風形成與風速、近地面氣溫差關(guān)系
3.2 塵卷風不透明度結(jié)構(gòu)特征
3.2.1 塵卷風不透明度水平變化特征
3.2.2 塵卷風不透明度徑向變化特征
3.3 塵卷風不透明度2維分布
3.4 塵卷風三維結(jié)構(gòu)
3.5 本章小結(jié)
第四章 塵卷風大渦模擬分析
4.1 模擬方案介紹
4.2 風速分布特征
4.3 溫度分布特征
4.4 氣壓分布特征
4.5 本章小結(jié)
第五章 塵卷風對全球沙塵氣溶膠的貢獻評估
5.1 塵卷風沙塵通量計算方法介紹
5.2 塵卷風沙塵通量及其對全球沙塵氣溶膠貢獻估算
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 本文創(chuàng)新點
6.3 展望及不足
參考文獻
作者簡介
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]塵卷風對沙塵氣溶膠的貢獻及其與太陽輻射的關(guān)系[J]. 段佳鵬,韓永翔,趙天良,宋昊冬. 中國環(huán)境科學(xué). 2013(01)
[2]塔克拉瑪干沙漠荒漠過渡帶春季風沙活動特征——以肖塘為例[J]. 楊興華,李紅軍,何清,艾力·買買提明,霍文,劉新春. 中國沙漠. 2012(04)
[3]中國北方沙漠戈壁區(qū)沙塵氣溶膠與太陽輻射的關(guān)系[J]. 鄧祖琴,韓永翔,白虎志,趙天良. 中國環(huán)境科學(xué). 2011(11)
[4]塔克拉瑪干沙漠風蝕起沙觀測研究——試驗介紹與觀測結(jié)果初報[J]. 何清,楊興華,艾力·買買提明,劉新春,霍文. 中國沙漠. 2011(02)
[5]近47a塔克拉瑪干沙漠周邊地區(qū)氣候變化[J]. 普宗朝,張山清,李景林,王勝蘭,劉海榮,李靜. 中國沙漠. 2010(02)
[6]Dust storm in Asia continent and its bio-environmental effects in the North Pacific: A case study of the strongest dust event in April, 2001 in central Asia[J]. HAN Yongxiang1,2, FANG Xiaomin1,3, XI Xiaoxia3, SONG Lianchun2 & YANG Shengli1 1. Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, P.O. Box 2871, Beijing 100085, China; 2. Lanzhou Arid Meteorological Institute of China, Meteorological Bu-reau of China, Lanzhou 730000, China; 3. Key Laboratory of Western China’s Environmental Systems (Ministry of Education of China) & College of Resources and Environment, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China. Chinese Science Bulletin. 2006(06)
[7]沙塵暴的氣候環(huán)境效應(yīng)研究進展[J]. 韓永翔,張強,董光榮,宋連春,奚曉霞. 中國沙漠. 2006(02)
[8]塵卷風的形成、結(jié)構(gòu)和卷起沙塵過程的數(shù)值研究[J]. 顧兆林,趙永志,郁永章,馮霄. 氣象學(xué)報. 2003(06)
[9]大渦模擬與大氣邊界層研究——30年回顧與展望[J]. 蔣維楣,苗世光. 自然科學(xué)進展. 2004(01)
[10]大氣氣溶膠研究的前沿問題[J]. 王明星,張仁健. 氣候與環(huán)境研究. 2001(01)
本文編號:3326177
【文章來源】:南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究目的及意義
1.2 國內(nèi)外研究進展
1.2.1 塵卷風氣象特征
1.2.2 塵卷風輸沙量
1.2.3 塵卷風數(shù)值模擬
1.3 選題意義及研究內(nèi)容
第二章 觀測區(qū)域及研究方法
2.1 觀測時間及區(qū)域概況
2.2 數(shù)字光學(xué)方法(DOM)介紹
2.3 獲取塵卷風不透明度數(shù)據(jù)
2.4 大渦模擬介紹
2.5 大渦模式WRF-LES
第三章 塵卷風結(jié)構(gòu)特征觀測分析
3.1 塵卷風形成的邊界條件
3.1.1 時間分布特征
3.1.2 塵卷風形成與風速、近地面氣溫差關(guān)系
3.2 塵卷風不透明度結(jié)構(gòu)特征
3.2.1 塵卷風不透明度水平變化特征
3.2.2 塵卷風不透明度徑向變化特征
3.3 塵卷風不透明度2維分布
3.4 塵卷風三維結(jié)構(gòu)
3.5 本章小結(jié)
第四章 塵卷風大渦模擬分析
4.1 模擬方案介紹
4.2 風速分布特征
4.3 溫度分布特征
4.4 氣壓分布特征
4.5 本章小結(jié)
第五章 塵卷風對全球沙塵氣溶膠的貢獻評估
5.1 塵卷風沙塵通量計算方法介紹
5.2 塵卷風沙塵通量及其對全球沙塵氣溶膠貢獻估算
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 本文創(chuàng)新點
6.3 展望及不足
參考文獻
作者簡介
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]塵卷風對沙塵氣溶膠的貢獻及其與太陽輻射的關(guān)系[J]. 段佳鵬,韓永翔,趙天良,宋昊冬. 中國環(huán)境科學(xué). 2013(01)
[2]塔克拉瑪干沙漠荒漠過渡帶春季風沙活動特征——以肖塘為例[J]. 楊興華,李紅軍,何清,艾力·買買提明,霍文,劉新春. 中國沙漠. 2012(04)
[3]中國北方沙漠戈壁區(qū)沙塵氣溶膠與太陽輻射的關(guān)系[J]. 鄧祖琴,韓永翔,白虎志,趙天良. 中國環(huán)境科學(xué). 2011(11)
[4]塔克拉瑪干沙漠風蝕起沙觀測研究——試驗介紹與觀測結(jié)果初報[J]. 何清,楊興華,艾力·買買提明,劉新春,霍文. 中國沙漠. 2011(02)
[5]近47a塔克拉瑪干沙漠周邊地區(qū)氣候變化[J]. 普宗朝,張山清,李景林,王勝蘭,劉海榮,李靜. 中國沙漠. 2010(02)
[6]Dust storm in Asia continent and its bio-environmental effects in the North Pacific: A case study of the strongest dust event in April, 2001 in central Asia[J]. HAN Yongxiang1,2, FANG Xiaomin1,3, XI Xiaoxia3, SONG Lianchun2 & YANG Shengli1 1. Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, P.O. Box 2871, Beijing 100085, China; 2. Lanzhou Arid Meteorological Institute of China, Meteorological Bu-reau of China, Lanzhou 730000, China; 3. Key Laboratory of Western China’s Environmental Systems (Ministry of Education of China) & College of Resources and Environment, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China. Chinese Science Bulletin. 2006(06)
[7]沙塵暴的氣候環(huán)境效應(yīng)研究進展[J]. 韓永翔,張強,董光榮,宋連春,奚曉霞. 中國沙漠. 2006(02)
[8]塵卷風的形成、結(jié)構(gòu)和卷起沙塵過程的數(shù)值研究[J]. 顧兆林,趙永志,郁永章,馮霄. 氣象學(xué)報. 2003(06)
[9]大渦模擬與大氣邊界層研究——30年回顧與展望[J]. 蔣維楣,苗世光. 自然科學(xué)進展. 2004(01)
[10]大氣氣溶膠研究的前沿問題[J]. 王明星,張仁健. 氣候與環(huán)境研究. 2001(01)
本文編號:3326177
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