环塔里木盆地地表风能量流

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处于我国西北荒漠地带的塔克拉玛干沙漠作为世界上独特的地貌景观,面积约为33.8万平方公里,位于我国最大的内陆盆地塔里木盆地之内。在沙漠研究方面,国内外学者对风沙治理和荒漠化预防等关注的同时,对沙漠能量流也有大量研究。而塔克拉玛干沙漠作为世界上第二大流动沙漠,其地表风能量流的时空变化对区域及其毗邻的青藏高原的热量和气候产生了重要影响。  本文基于环塔里木盆地21个气象站2008-2013年逐时观测的风速、风向、气温、气压和水汽压5个气象资料,利用动能、水汽显热和干空气显热的能量、密度和定容比热公式,定量计算了塔里木盆地地表风的动能、显热、总能量和净能量,并结合DEM生成的真实背景图,对盆地内地表风能量流的时空分布特征进行分析。研究结果表明:  (1)地表风能量流的组成及其比例关系:本文分别计算了环塔里木盆地地表风能量流的动能、水汽显热和干空气显热。2013年各测站累积动能范围为14.9KJ~202.4KJ,平均值为62.2KJ;累积水汽显热范围为15MJ~40MJ,平均值为25.8MJ;累积干空气显热范围为1.4GJ~4.2GJ,平均值为2.7GJ。由此可知,2013年塔里木盆地地表风累积动能所占总能量的比例不超过0.01%,累积水汽显热在1%左右,累积干空气显热在99%以上。  (2)2013年地表风动能、水汽和干空气显热的时空分布:据21个气象站资料的计算结果得出,环塔里木盆地的能量流主要输送方向为偏东和偏西南,它们在民丰和且末两地交汇。  具体特征表现为:  ①空间分布:盆地总能量区域分布由大到小依次为东部(20.4GJ)、西北部(18.8GJ)、西南部(17.3GJ);净能量区域分布由大到小依次为东部(6.7GJ)、西南部(3.9GJ)、西北部(3.8GJ)。  ②时间分布:净动能最大值出现在5月,为114.3KJ,最小值出现在12月,为20.2KJ;净水汽显热最大值出现在8月,为41MJ,最小值出现在1月,为3.4MJ;净干空气显热最大值出现在8月,为2.4GJ,最小值出现在11月,为0.8GJ。  (3)2008-2013年地表风能量流的年际变化:  ①总能量的年际变化:按地表风总能量大小次序,盆地西北部(121GJ)最大,其次是东部(118GJ)和西南部(108GJ)。西北区能量流的总能量年平均值为20.2GJ/年(6年的平均值),站平均值为2.5GJ(8个测站),2009年总能量值最大,为21.6GJ,2013年总能量值最小,为18.8GJ,年际变幅为0.93~1.07;东部区能量流的总能量年平均值为19.7GJ/年(6年的平均值),站平均值为3.3GJ(6个测站),总能量2012年值最大,为20.5GJ,2011年值最小,为18.1GJ,年际变幅为0.92~1.04;西南区能量流的总能量年平均为18.1GJ/年(6年的平均值),站平均值为2.6GJ(7个测站),总能量2010年值最大,为19.1GJ,2008年值最小,为16.6GJ,年际变幅为0.92~1.05。  ②净能量的年际变化:盆地地表风净能量的输送方向除部分测站和部分年份偏北外,整体偏南。净能量的年际变化幅度在盆地东部和西南部较大,基本在0.4GJ~1.6GJ之间,西北部较小,基本在0.8GJ以下。
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