毕业论文1_李晓岚new

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1、博士研究生学位论文题目：科尔沁沙地起沙特征及其参数化的实验观测研究姓名：李晓岚学号：10904883院系：物理学院大气与海洋科学系专业：大气物理学与大气环境研究方向：大气边界层和大气湍流导师姓名：张宏升教授二○一四年三月版权声明任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人，未经本论文作者同意，不得将本论文转借他人，亦不得随意复制、抄录、拍照或以任何方式传播。否则，引起有碍作者著作权之问题，将可能承担法律责任。摘要风蚀起沙过程是构成沙尘循环的首要环节，是沙尘输送和沉降的基础，对全球生物、化学和物理循环具有重要影响。精确定量获取沙尘通量是沙尘研究中最重要的问题

2、之一。风蚀起沙的物理过程非常复杂，获取真实合理的起沙关键参量存在困难，综合分析风蚀起沙的影响因子尚有不足。不同机制引起的起沙过程，包括跃移起沙和对流起沙的对比研究较少，尤其是对流起沙的观测及参数化的研究明显不足。中国北方科尔沁沙地地区开展了长期沙尘天气综合观测实验，本研究利用2010年12月至2011年11月期间的观测资料，定量准确获取沙尘通量，精细确定起沙阈值参量，综合分析气象、湍流和土壤要素对起沙的影响，对比研究该地区跃移起沙和对流起沙的起沙特征，建立跃移起沙参数化方案，开展对流起沙参数化方案的精细验证和对比研究。研究结果表明科尔沁沙地地区：（1）

3、沙尘浓度和通量存在明显的季节变化特征，具体表现为春季数值最大，-2-1以跃移起沙为主，通量可达100μgms以上，与春季强风天气有关；夏季偏低，-2-1对流起沙发生频繁，通量基本小于20μgms；冬季最低，土壤冻结可抑制起沙过程。此外，由于土壤湿度的变化范围较小，对起沙的季节变化影响不明显。-1（2）确定跃移起沙过程临界起沙摩擦速度的范围为0.40~0.60ms。基于摩擦速度和对流速度尺度两个变量建立简单的跃移起沙参数化方案，该方案可反映沙尘通量的变化趋势，数值上存在低估。同时该方案表明跃移起沙受湍流动力作用的影响远超过湍流热力作用，后者可忽略不计。（

4、3）对流起沙受湍流热力作用的影响明显，摩擦速度始终小于临界起沙阈值。利用观测资料对一种新的对流起沙参数化方案开展精细校验，获取适用于该地区的模式调整参量取值，与基于风洞试验的经验参数化方案相比，该方案得到的沙尘通量与观测结果较为接近，推荐使用该方案。关键词：沙尘天气，对流起沙，跃移起沙，起沙临界阈值，参数化方案，科尔沁ObservationandParameterizationonDustEmissionoverHorqinSandyLandAreaXiaolanLi（Ph.DprogramforAtmosphericPhysicsandAtmosph

5、ericEnvironment）ApprovedbyProf.HongshengZhangDepartmentofAtmosphericandOceanicSciences,SchoolofPhysics,PekingUniversityBeijing100871,P.R.ChinaAbstractDustemissionisoneoftheimportantcomponentsofdustcycleandthebasisofdusttransportanddeposition.Ithassignificantinfluenceontheglobalb

6、iological,chemicalandphysicalprocesses.Thepreciseestimationondustemissionfluxhasbecomethecoresubjectindustresearch,anditisalsodifficulttobeachieved,becausethephysicalprocessesinvolvedinthedustemissionareverycomplex.Therearearangeofimpactfactorsinflucingdustemission,however,theco

7、mprehensivestudyofthefactorsisnotenough.Itisraretocomparativelyinvestigateonthechareacteristicsofdustemissioncausedbydifferentphysicalmechanisms,namelysaltation-bombardmentand/oraggregation-disintegrationdustemission（SADE）andconvectiveturbulentdustemission（CTDE）,anditisevenpoore

8、rontheobservationandparameterizationofthelatter