塔克拉玛干沙漠尘卷风结构的观测及大涡模拟研究
发布时间：2021-08-06 17:23
尘卷风是一种发生在对流边界层的垂直涡旋,其形成的主要原因为太阳照射造成地表受热不均匀,在浮力作用下形成热力对流,在一定的角动量条件下,形成一种旋转上升的对流涡,因其旋转过程中能够携带大量沙尘粒子至高空而可见,目前对尘卷风及其沙尘传输量的认知相当有限。本文尝试分析2014年7月塔克拉玛干沙漠尘卷风外场观测结果,并开展了尘卷风形成过程的大涡模拟（WRF-LES）数值研究,以及尘卷风对全球沙尘气溶胶的贡献评估等。主要工作和研究如下：1.塔克拉玛干沙漠中尘卷风结构及形成环境出现的时间多在11时至17时,塔克拉玛干沙漠地区观测的尘卷风,其环境风速在2.5m s-1～3.2ms-1范围内,地表与近地面2m气温差在15℃左右。基于尘卷风的不透明度观测,确定了塔克拉玛干沙漠中尘卷风结构。随着高度的增加尘卷风不透明度逐渐减小,中心部位不透明度值变化相对较小,两侧不透明度值差异较大,且不同高度其递减率也有所不同；底层尘卷风不透明度由中心线向东西两侧均大体呈现先增大后减小的现象,表明尘卷风具有一定的对称性,东侧的不透明度变化明显大于西侧,表明尘卷风并非绝对对称；基于尘卷风不透明度水平分布特征提出一种新的模型...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 尘卷风气象特征
1.2.2 尘卷风输沙量
1.2.3 尘卷风数值模拟
1.3 选题意义及研究内容
第二章 观测区域及研究方法
2.1 观测时间及区域概况
2.2 数字光学方法(DOM)介绍
2.3 获取尘卷风不透明度数据
2.4 大涡模拟介绍
2.5 大涡模式WRF-LES
第三章 尘卷风结构特征观测分析
3.1 尘卷风形成的边界条件
3.1.1 时间分布特征
3.1.2 尘卷风形成与风速、近地面气温差关系
3.2 尘卷风不透明度结构特征
3.2.1 尘卷风不透明度水平变化特征
3.2.2 尘卷风不透明度径向变化特征
3.3 尘卷风不透明度2维分布
3.4 尘卷风三维结构
3.5 本章小结
第四章 尘卷风大涡模拟分析
4.1 模拟方案介绍
4.2 风速分布特征
4.3 温度分布特征
4.4 气压分布特征
4.5 本章小结
第五章 尘卷风对全球沙尘气溶胶的贡献评估
5.1 尘卷风沙尘通量计算方法介绍
5.2 尘卷风沙尘通量及其对全球沙尘气溶胶贡献估算
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 本文创新点
6.3 展望及不足
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]尘卷风对沙尘气溶胶的贡献及其与太阳辐射的关系[J]. 段佳鹏,韩永翔,赵天良,宋昊冬. 中国环境科学. 2013(01)
[2]塔克拉玛干沙漠荒漠过渡带春季风沙活动特征——以肖塘为例[J]. 杨兴华,李红军,何清,艾力·买买提明,霍文,刘新春. 中国沙漠. 2012(04)
[3]中国北方沙漠戈壁区沙尘气溶胶与太阳辐射的关系[J]. 邓祖琴,韩永翔,白虎志,赵天良. 中国环境科学. 2011(11)
[4]塔克拉玛干沙漠风蚀起沙观测研究——试验介绍与观测结果初报[J]. 何清,杨兴华,艾力·买买提明,刘新春,霍文. 中国沙漠. 2011(02)
[5]近47a塔克拉玛干沙漠周边地区气候变化[J]. 普宗朝,张山清,李景林,王胜兰,刘海荣,李静. 中国沙漠. 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]沙尘暴的气候环境效应研究进展[J]. 韩永翔,张强,董光荣,宋连春,奚晓霞. 中国沙漠. 2006(02)
[8]尘卷风的形成、结构和卷起沙尘过程的数值研究[J]. 顾兆林,赵永志,郁永章,冯霄. 气象学报. 2003(06)
[9]大涡模拟与大气边界层研究——30年回顾与展望[J]. 蒋维楣,苗世光. 自然科学进展. 2004(01)
[10]大气气溶胶研究的前沿问题[J]. 王明星,张仁健. 气候与环境研究. 2001(01)
本文编号：3326177
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 尘卷风气象特征
1.2.2 尘卷风输沙量
1.2.3 尘卷风数值模拟
1.3 选题意义及研究内容
第二章 观测区域及研究方法
2.1 观测时间及区域概况
2.2 数字光学方法(DOM)介绍
2.3 获取尘卷风不透明度数据
2.4 大涡模拟介绍
2.5 大涡模式WRF-LES
第三章 尘卷风结构特征观测分析
3.1 尘卷风形成的边界条件
3.1.1 时间分布特征
3.1.2 尘卷风形成与风速、近地面气温差关系
3.2 尘卷风不透明度结构特征
3.2.1 尘卷风不透明度水平变化特征
3.2.2 尘卷风不透明度径向变化特征
3.3 尘卷风不透明度2维分布
3.4 尘卷风三维结构
3.5 本章小结
第四章 尘卷风大涡模拟分析
4.1 模拟方案介绍
4.2 风速分布特征
4.3 温度分布特征
4.4 气压分布特征
4.5 本章小结
第五章 尘卷风对全球沙尘气溶胶的贡献评估
5.1 尘卷风沙尘通量计算方法介绍
5.2 尘卷风沙尘通量及其对全球沙尘气溶胶贡献估算
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 本文创新点
6.3 展望及不足
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]尘卷风对沙尘气溶胶的贡献及其与太阳辐射的关系[J]. 段佳鹏,韩永翔,赵天良,宋昊冬. 中国环境科学. 2013(01)
[2]塔克拉玛干沙漠荒漠过渡带春季风沙活动特征——以肖塘为例[J]. 杨兴华,李红军,何清,艾力·买买提明,霍文,刘新春. 中国沙漠. 2012(04)
[3]中国北方沙漠戈壁区沙尘气溶胶与太阳辐射的关系[J]. 邓祖琴,韩永翔,白虎志,赵天良. 中国环境科学. 2011(11)
[4]塔克拉玛干沙漠风蚀起沙观测研究——试验介绍与观测结果初报[J]. 何清,杨兴华,艾力·买买提明,刘新春,霍文. 中国沙漠. 2011(02)
[5]近47a塔克拉玛干沙漠周边地区气候变化[J]. 普宗朝,张山清,李景林,王胜兰,刘海荣,李静. 中国沙漠. 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]沙尘暴的气候环境效应研究进展[J]. 韩永翔,张强,董光荣,宋连春,奚晓霞. 中国沙漠. 2006(02)
[8]尘卷风的形成、结构和卷起沙尘过程的数值研究[J]. 顾兆林,赵永志,郁永章,冯霄. 气象学报. 2003(06)
[9]大涡模拟与大气边界层研究——30年回顾与展望[J]. 蒋维楣,苗世光. 自然科学进展. 2004(01)
[10]大气气溶胶研究的前沿问题[J]. 王明星,张仁健. 气候与环境研究. 2001(01)
本文编号：3326177
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