基于观测的巴丹吉林沙漠湖泊区“暖岛效应”研究

发布时间：2020-06-20 08:49

【摘要】：巴丹吉林沙漠是世界上沙丘高度最大的沙漠,在其东南部分布着大量的湖泊,形成了独特的沙山-湖泊相间分布的地貌格局。湖泊补给来源及演化、高大沙山的形成及发育机制等科学问题受到了国内外学者的广泛关注和研究。通过遥感反演地面温度与实地考察发现,存在巴丹吉林沙漠东南部湖泊区温度明显高于周边地区的暖岛现象。鉴于遥感数据连续观测的局限性,所以应该结合陆面过程观测才能更好的揭示“暖岛效应”及其形成机制。这对巴丹吉林沙漠湖泊循环机制与地下水补给来源、陆面过程与生态系统及人类活动的研究具有重要意义。本文利用巴丹吉林沙漠腹地野外观测试验站与周边地区国家气象站的数据资料,包括日平均气温、地面温度、日照和辐射量等要素进行了对比分析,以期揭示巴丹吉林沙漠腹地湖泊区“暖岛效应”的气候特征,并探讨其形成原因。主要研究结果和结论如下:(1)巴丹吉林沙漠腹地湖泊区与周边地区相比,存在年、季平均气温均高于周边地区,热量资源也大于周边地区的“暖岛效应”,具体表现为:首先,年平均气温比周边地区高1℃,1、4、7、10月平均气温比周边地区分别高0.9℃、1.2℃、0.8℃、1.5℃。第二,沙漠腹地湖泊区春、夏季的起始日期分别比周边地区提前2天、3天,而秋、冬季起始日期比周边地区晚9天和4天,进而使夏季比周边地区长12天,秋季短5天,冬季短6天,春季相同。第三,沙漠腹地湖泊区≥0℃积温的起始日期比周边地区提前2天,终止日期延后9天,持续时间多11天,积温高413.8℃;≥10℃积温的起始日期比周边地区提前4天,终止日期延后6天,持续时间多10天,≥10℃积温高420.3℃;同时,≤0℃负积温比周边地区高96.0℃,持续时间少2天。(2)由于沙漠地表的高反照率使得其年、季平均地表温度低于周边地区,年平均地面温度比周边地区低1.6℃,1、4、7、10月平均地面温度分别低2.9℃、1.9℃、0.1℃和1.5℃。由于沙漠腹地的站点位于湖盆地区,使日照时数在冬季出现一个低值区,其他季节与年日照时数与周边地区的日照时数相差较小。(3)对于巴丹吉林沙漠腹地“暖岛效应”的形成机制,首先由于沙漠腹地中植被稀疏使得通过蒸腾作用的支出热量少,大部分的净辐射通过感热通量传给大气,所以导致在年、季净辐射量相差较小的情况下沙漠腹地的气温和热量大于周边地区。第二,沙漠腹地的沙尘—辐射负反馈作用也可能是导致其气温高的一个原因。第三,巴丹吉林沙漠腹地深层地下水对湖泊群补给过程中所携带的热量对沙漠腹地气温的影响也是导致“暖岛效应”的一个重要原因。具体的影响量级还需要进一步研究。(4)沙漠腹地站点之间的差异与其局地环境有关。由于巴兴高勒V4站位于沙漠周边地区,所以并没有出现与沙漠腹地站点相同的现象,并且符合沙漠周边地区的规律,这也说明沙漠腹地站点的观测数据准确可靠,并且与周边国家气象站的数据有可比性。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P461.5;P412

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