古爾班通古特沙漠邊界層氣象要素廓線觀測(cè)分析

霍文，顧軍明，楊興華，楊帆，何清*

（1.中國(guó)氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所，新疆 烏魯木齊 830002；2.塔克拉瑪干沙漠大氣環(huán)境觀測(cè)試驗(yàn)站，新疆 塔中 841000；3.新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054）

古爾班通古特沙漠邊界層氣象要素廓線觀測(cè)分析

霍文1，2，顧軍明1，3，楊興華1，2，楊帆1，2，何清1，2*

（1.中國(guó)氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所，新疆 烏魯木齊 830002；2.塔克拉瑪干沙漠大氣環(huán)境觀測(cè)試驗(yàn)站，新疆 塔中 841000；3.新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054）

利用2011年10月15—24日在古爾班通古特沙漠腹地系留氣艇邊界層試驗(yàn)的探測(cè)資料，分析了沙漠腹地近地層風(fēng)、溫、濕等氣象要素廓線垂直分布特征及其變化情況，結(jié)論如下：（1）20時(shí)—08時(shí)存在逆溫，08時(shí)逆溫最強(qiáng)，逆溫強(qiáng)度為2.85℃/100 m，逆溫層高度為700 m，之后逆溫逐漸消失；夜晚近地層濕度明顯大于上層大氣，在100 m高度差內(nèi)，濕度先快速減小再緩慢增大，與白天相反，20時(shí)近地面出現(xiàn)逆濕，1 100 m高度濕度發(fā)生明顯切變；逆溫層以上風(fēng)速隨高度變化呈多峰態(tài)，逆溫層范圍內(nèi)風(fēng)速增大趨勢(shì)明顯，900～1 100 m之間存在200 m厚的恒風(fēng)區(qū)，1 100 m以上風(fēng)速再次增大，白天的風(fēng)速小于夜間。（2）風(fēng)速波動(dòng)范圍大約為2～8 m/s，近地面100 m范圍內(nèi)風(fēng)速隨高度快速增大，風(fēng)向由東南風(fēng)向南風(fēng)轉(zhuǎn)變，600～900 m之間風(fēng)速變化減緩，風(fēng)向由從南風(fēng)逐漸向東風(fēng)轉(zhuǎn)變，以東南風(fēng)為主，風(fēng)速與風(fēng)向同步改變。（3）600 m以下隨溫度升高濕度快速減小，600～1 100 m之間又持續(xù)增大，1 100～1 500 m之間呈波動(dòng)變化的趨勢(shì)，1 500 m增大明顯。（4）風(fēng)切變指數(shù)夜晚大于白天，最大值在23時(shí)（20.88），最小值在中午14時(shí)（0.97），平均風(fēng)切變指數(shù)為9.61?；旌蠈雍穸绕骄鶠?25.88 m。

古爾班通古特沙漠；近地層；氣象要素；廓線

大氣邊界層亦稱行星邊界層，通常是指大氣層的最底下的一個(gè)薄層，其厚度為1 000 m左右[1]，即受地面直接影響并與地面直接相互作用的氣層，是地球表面與自由大氣之間進(jìn)行物質(zhì)、能量交換的場(chǎng)所和媒介。大氣中熱量和水汽源主要集中在下墊面，下墊面首先影響與之直接接觸的大氣邊界層，氣候變化通過(guò)大氣與地球表面相互作用來(lái)響應(yīng)和實(shí)現(xiàn)，全球氣候與邊界層氣象要素的變化密切相關(guān)。研究大氣邊界層中的大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是搞清整個(gè)大氣運(yùn)動(dòng)的重要組成部分，也有利于促進(jìn)氣象觀測(cè)、天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)及大氣物理等研究的進(jìn)步。近年來(lái)對(duì)邊界層結(jié)構(gòu)特征的研究，尤其復(fù)雜地形條件下的大氣邊界層特征一直是邊界層氣象學(xué)研究的熱點(diǎn)。

卞林根等[2]利用系留氣艇研究了冬季北京城區(qū)大氣邊界層結(jié)構(gòu)特征，發(fā)現(xiàn)在100～200 m高度以下，城區(qū)和郊區(qū)風(fēng)速和風(fēng)向隨高度分布都出現(xiàn)了明顯的拐點(diǎn)，300 m以上高度風(fēng)向和風(fēng)速基本趨于一致。熊秋芬[3]分析了濃霧發(fā)生發(fā)展的不同階段，邊界層中逆溫層、濕度和風(fēng)的分布是有差別的。王開(kāi)存等[4]利用蘭州河谷盆地城鄉(xiāng)過(guò)渡區(qū)邊界層觀測(cè)資料，發(fā)現(xiàn)夜間200 m高度以下有較強(qiáng)的冷平流，在250～400 m高度有較弱的暖平流，冷暖溫度平流對(duì)測(cè)點(diǎn)上空邊界層溫度和層結(jié)變化有顯著影響。姜大膀等[5]得出冬季蘭州貼地逆溫層厚度最厚（平均740 m）、強(qiáng)度最強(qiáng)（平均0.53℃/100 m），脫地逆溫層底相對(duì)高度最低（平均935 m）。劉增強(qiáng)等[6]在烏魯木齊也證明冬季是逆溫特征最為顯著的季節(jié)，貼地逆溫厚度最厚,平均為860 m，脫地逆溫底高平均為534 m，頂高平均為1 187 m。奧銀煥等[7]證明戈壁綠洲邊緣的確存在冷濕舌，白天09—18時(shí)有冷濕舌出現(xiàn)，高度一般維持在0～600 m，冷濕舌受風(fēng)速、風(fēng)向等因素的影響很大。青藏高原因其特殊的非均勻下墊面組成與當(dāng)?shù)馗咛?yáng)輻射、高地表熱量通量相結(jié)合造成了下墊面近地層溫濕場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)、熱力輻射場(chǎng)等在時(shí)間上的不定長(zhǎng)和空間分布上的不均勻，近年來(lái)有大量學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究[8-10]。發(fā)現(xiàn)雨季到來(lái)后，水平風(fēng)速及其垂直切變顯著減小，大氣低層600 m以下水平風(fēng)速的日變化、風(fēng)向的日際變化加大。隨著全球變暖，對(duì)于氣候變化十分敏感的干旱半干旱地區(qū)，尤其是沙漠地區(qū)，也成為科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。董旭光等[11]利用寧夏鴛鴦湖地區(qū)61 m鐵塔一年的氣象觀測(cè)資料，分析了該地區(qū)近地層不同高度各氣象要素的變化規(guī)律。佴抗等[12]利用20 m的觀測(cè)塔對(duì)巴丹吉林沙漠的比濕進(jìn)行觀測(cè)。孫繼明等[13]研究了沙漠地區(qū)沙塵天氣微氣象特征。程穆寧等[14]利用2005年1月至2006年4月朱日和地區(qū)20 m氣象塔的風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、相對(duì)濕度的觀測(cè)資料，分析沙漠地區(qū)春季近地層氣象要素的分布規(guī)律。朱平、蔣瑞賓[15]利用黑河實(shí)驗(yàn)所取得的資料，對(duì)比分析了綠洲、沙漠及戈壁邊界層中風(fēng)、溫、濕分布規(guī)律。李祥余等[16，17]、王珂等[18]分析了南疆沙漠腹地春季晴天、陰天近地層風(fēng)速、溫度和濕度廓線特征,發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)逆溫出現(xiàn)在凌晨06時(shí)，30 m比濕變化的分界點(diǎn)，白天只有在10 m以下高度，日夜間的風(fēng)廓線近似遵循對(duì)數(shù)律關(guān)系。

古爾班通古特沙漠位于新疆北部準(zhǔn)噶爾盆地腹部（44°11′～46°21′N(xiāo)、84°03′～90°00′E），是我國(guó)最大的固定半固定沙漠，面積4.88萬(wàn)km2[19]。以典型的大陸性溫帶荒漠氣候?yàn)橹?，干燥少雨是其主要?dú)夂蛱卣?，風(fēng)向以東北風(fēng)和西風(fēng)為主，年積溫3 000～3 500℃,年降水量70～150 mm，冬季有20 cm厚的穩(wěn)定積雪[20]。由于古爾班通古特沙漠腹地人跡罕至,獲取長(zhǎng)期連續(xù)的氣象地面觀測(cè)資料非常困難，沙漠腹地近地層氣象學(xué)問(wèn)題,歷來(lái)也是研究中的難點(diǎn)，多數(shù)學(xué)者均利用沙漠周邊氣象站資料或短期科學(xué)考察數(shù)據(jù)來(lái)研究新疆沙漠環(huán)境及氣候變化,但對(duì)沙漠腹地近地層氣象要素特征的研究較少。為了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)古爾班通古特沙漠腹地大氣邊界層風(fēng)、溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)及變化規(guī)律，為改進(jìn)沙塵暴預(yù)報(bào)和為沙漠化防治提供科學(xué)依據(jù)，中國(guó)氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所利用系留氣艇，于2011年10月15—24日對(duì)古爾班通古特沙漠腹地（45°35′N(xiāo)、87°45′E）進(jìn)行了觀測(cè)試驗(yàn)，獲取了寶貴的邊界層實(shí)測(cè)資料。試驗(yàn)點(diǎn)下墊面為固定和半固定的沙丘，沙丘上生長(zhǎng)著梭梭、紅柳等稀疏的植被,海拔高度為500 m。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 儀器參數(shù)

使用芬蘭Vaisala公司生產(chǎn)的TTS111型氣象探空儀分別對(duì)邊界層氣溫、相對(duì)濕度、氣壓和風(fēng)等要素進(jìn)行了觀測(cè)，詳細(xì)的儀器性能參數(shù)見(jiàn)表1。

1.2 數(shù)據(jù)采集

由于觀測(cè)期間北疆地區(qū)發(fā)生了持續(xù)的陰雨天氣，對(duì)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)造成了較大影響，本文挑選其中比較特殊的天氣背景和時(shí)間段進(jìn)行分析，時(shí)間為北京時(shí)間。觀測(cè)時(shí)次為每天的2：00、5:00……23:00，每3 h觀測(cè)一次，16、17日為陰天，夜間05—08時(shí)有降水過(guò)程，23日為典型晴天，日變化情況選取17日為典型天氣進(jìn)行分析。

試驗(yàn)過(guò)程中氣艇升降速度的大小是影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和垂直分辨率的一個(gè)關(guān)鍵因素。當(dāng)氣艇上升速率較大時(shí)，觀測(cè)要素的垂直分辨率會(huì)變低，反之，則垂直分辨率變高。北疆秋季特別是夜間氣溫較低，探空儀電池受溫度影響，會(huì)出現(xiàn)供電不穩(wěn)或者電池電量過(guò)快負(fù)載的情況致使傳輸信號(hào)出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象。為了解決上述問(wèn)題，觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理遵循了以下原則：只分析觀測(cè)階段氣艇上升過(guò)程中的數(shù)據(jù)；當(dāng)每次測(cè)量的各個(gè)要素都是連續(xù)并且可靠時(shí)才采用，若缺測(cè)任意一組則視為無(wú)效觀測(cè)數(shù)據(jù)；在同一高度上獲取多次觀測(cè)重復(fù)數(shù)據(jù)，以平均值代表該高度上的觀測(cè)結(jié)果。

2 結(jié)果分析

2.1 溫度垂直結(jié)構(gòu)特征

觀測(cè)期間古爾班通古特沙漠腹地邊界層夜間存在明顯的逆溫（圖1），20時(shí)逆溫形成，之后邊界層一直處于逆溫狀態(tài)，早晨08時(shí)逆溫最強(qiáng)，日出后隨著太陽(yáng)有效輻射增強(qiáng)，逆溫逐漸消失，與南疆秋季逆溫最強(qiáng)出現(xiàn)在06時(shí)不同[16]。逆溫導(dǎo)致邊界層趨于更加穩(wěn)定，逆溫層頂高度在08時(shí)達(dá)到700 m的最大值，逆溫強(qiáng)度為2.85℃/100 m，整個(gè)夜晚的其他時(shí)段也都在600 m左右；凌晨02時(shí)為599 m，逆溫強(qiáng)度為1.5℃/100 m；20時(shí)為551 m，逆溫強(qiáng)度為1.8℃/100 m，而白天溫度廓線都符合溫度垂直遞降率的變化趨勢(shì)。古爾班通古特沙漠腹地逆溫的形成機(jī)制主要是氣候背景、地理?xiàng)l件、天氣條件共同作用影響的結(jié)果，在沙漠腹地內(nèi)部洼地，夜間四周坡地輻射冷卻的空氣下沉匯聚到盆地底部，當(dāng)高空有暖平流時(shí)，在盆地里形成非常穩(wěn)定的逆溫結(jié)構(gòu)。

2.2 濕度垂直結(jié)構(gòu)特征

由圖2可知，貼地面濕度明顯高于上層大氣，在100 m的范圍內(nèi)，相對(duì)濕度先快速降低，之后呈緩慢上升的趨勢(shì)。早晨08時(shí)，海拔500～600 m的范圍內(nèi)，相對(duì)濕度從41%降低到16%，降低了25%，之后相對(duì)濕度又開(kāi)始上升，但變化的幅度明顯小于逆溫層。11時(shí)開(kāi)始在近地面100 m的范圍內(nèi)，相對(duì)濕度隨海拔的變化明顯不同于夜晚，先是快速升高，然后才開(kāi)始緩慢變化上升，對(duì)照?qǐng)D1可知，這個(gè)時(shí)段近地面逆溫已經(jīng)消失，地面溫度快速升高，大氣湍流運(yùn)動(dòng)有利于水汽向上層大氣運(yùn)輸。14時(shí)和17時(shí)，相對(duì)濕度隨高度的增加而緩慢變化，但變化的幅度都比較小。20時(shí)逆溫已經(jīng)形成，近地面也出現(xiàn)了逆濕的現(xiàn)象，相對(duì)濕度又一次快速降低。沙漠腹地干燥少雨，白天濕度小于夜晚，1 100 m是相對(duì)濕度變化的一個(gè)明顯分界點(diǎn)，1 100 m以下相對(duì)濕度變化較小，而1 100 m以上，相對(duì)濕度變化明顯，08時(shí)、11時(shí)和14時(shí)甚至出現(xiàn)了明顯的濕度峰值，這可能是當(dāng)時(shí)天空有含水量豐富的云層通過(guò)。

2.3 風(fēng)速垂直結(jié)構(gòu)特征

觀測(cè)試驗(yàn)期間古爾班通古特沙漠腹地大氣邊界層風(fēng)速廓線垂直特征非常明顯（圖3），逆溫層以上風(fēng)速隨高度的變化不再遵循對(duì)數(shù)規(guī)律，而以多峰態(tài)變化。全天內(nèi)在海拔600 m以下風(fēng)速都較小，但是風(fēng)速隨高度的上升而增大趨勢(shì)明顯，600 m時(shí)風(fēng)速已經(jīng)達(dá)到了6 m/s以上。02—08時(shí)逆溫層范圍內(nèi)風(fēng)速快速增大，600 m之后風(fēng)速又開(kāi)始快速減小，在900～1 100 m之間風(fēng)速幾乎沒(méi)有什么變化，形成了200 m厚的恒風(fēng)區(qū)，1 100 m之后風(fēng)速又開(kāi)始增大，而白天風(fēng)速隨高度的變化很緩慢，呈波動(dòng)增大的趨勢(shì)，從夜晚20時(shí)開(kāi)始近地面風(fēng)速又隨高度快速增大，在600 m高度以上緩慢減小，1 200 m以上又呈相反的變化趨勢(shì)。對(duì)照?qǐng)D1和圖3，可以發(fā)現(xiàn)邊界層風(fēng)速的垂直分布與溫度層結(jié)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，逆溫層抑制了上層大氣中的動(dòng)量向下傳輸，使得逆溫層以下風(fēng)速較小。從廓線變化來(lái)說(shuō)，總體上白天的風(fēng)速小于夜間，因?yàn)橐归g由于地面的冷卻作用，近地層溫差變大，氣壓差促進(jìn)了風(fēng)力的增大。

2.4 垂直風(fēng)速切變指數(shù)α的計(jì)算方法

近地層風(fēng)速的垂直變化取決于指數(shù)α的值，α值的大小反映了隨高度增大的快慢。α值大表示風(fēng)速梯度大；α值小表示風(fēng)速梯度小[21]。在這里用500、600 m高度平均風(fēng)速計(jì)算了一日內(nèi)α指數(shù)的大小。風(fēng)切變指數(shù)計(jì)算公式如下：

式中：α為風(fēng)切變指數(shù)，V2為高度Z2的風(fēng)速，V1為高度Z1的風(fēng)速。

由表2可以得出夜晚風(fēng)切變指數(shù)明顯大于白天，最大值在23時(shí)，為20.88，最小值在14時(shí)，為0.97，平均風(fēng)切邊指數(shù)為9.61。

2.5 混合層高度L的計(jì)算方法

大氣混合層厚度的計(jì)算方法有國(guó)標(biāo)法、干絕熱法、羅氏法等，本文采用干絕熱法進(jìn)行計(jì)算[22]。干絕熱曲線法是由Holzworth在研究美國(guó)一些地區(qū)平均最大混合層深度（MMD）時(shí)提出的。他考慮夜間由于地面輻射冷卻，近地面空氣形成逆溫，呈穩(wěn)定狀態(tài)。主要考慮熱力因子影響，即太陽(yáng)輻射造成的日間升溫的極大值對(duì)混合層厚度的影響是最主要的。本文只計(jì)算了存在逆溫的2:00、5:00、8:00、20:00、23:00等5個(gè)時(shí)段的混合層高度，計(jì)算公式如下：

由表3可知，夜晚混合層高度小于白天，這是由于白天太陽(yáng)有效輻射較強(qiáng)，近地層大氣加熱效果明顯，空氣間通過(guò)湍流上下混合更充分，05—08時(shí)混合層厚度從98.06 m增加到201.8 m，隨著夜晚地面溫度降低，混合層厚度也減小，23時(shí)為178.66 m，平均為125.88 m。

2.6 擬合變化特征分析

為了更好地反映秋季古爾班通古特沙漠腹地近地層風(fēng)速、風(fēng)向，溫度、濕度變化相關(guān)情況，對(duì)觀測(cè)期間的風(fēng)速、風(fēng)向，溫度、濕度數(shù)據(jù)求平均，用來(lái)反映秋季沙漠腹地風(fēng)速、風(fēng)向，溫度、濕度變化情況。

由圖4可知，秋季古爾班通古特沙漠腹地風(fēng)速波動(dòng)范圍大約為2～6 m/s，地面風(fēng)速一般較小，近地面100 m的高度范圍內(nèi)，風(fēng)速隨高度的增加快速增大，風(fēng)速?gòu)? m/s（500 m）升高到4.5 m/s（600 m），增大了3.5 m/s，而此高度內(nèi)風(fēng)向變化較小，由東南風(fēng)向南風(fēng)轉(zhuǎn)變，之后隨著高度的增加風(fēng)速開(kāi)始快速減小，600～900 m的范圍內(nèi)，風(fēng)速?gòu)?.5 m/s減小到3.1 m/s，之后風(fēng)速隨高度的增加減緩，基本保持在2.8 m/s左右，而在此時(shí)間段內(nèi)，風(fēng)向的變化是從南風(fēng)逐漸向東風(fēng)轉(zhuǎn)變，但轉(zhuǎn)變的速率很小。之后，風(fēng)向隨高度的增加緩慢變化，風(fēng)速卻在1 500 m以上快速增大，到2 000 m時(shí)已經(jīng)增大到4.6 m/s，在500 m高度內(nèi)增大了1.8 m/s?？傊殡S著風(fēng)速的變化，風(fēng)向一般也會(huì)發(fā)生改變，具有一定的同步改變性，風(fēng)向以東南風(fēng)為主。

觀測(cè)期間，近地層溫度、濕度的變化比較特殊，在整個(gè)觀測(cè)高度保持相反的變化趨勢(shì)（圖5），在600 m以下溫度升高明顯，這也反映了沙漠腹地存在較強(qiáng)的逆溫層，而此階段相對(duì)濕度卻快速減小，從500 m的43%減小到600 m的38%，減少了5%，之后溫度隨高度升高而持續(xù)降低，這與對(duì)流層溫度隨高度的變化規(guī)律相一致，2 000 m時(shí)溫度已經(jīng)下降到1.8℃，比地面的11℃降低了9.2℃，而相對(duì)濕度的變化較復(fù)雜，600～1 100 m之間持續(xù)增大，1 100～1 500 m之間呈波動(dòng)變化的趨勢(shì)，1 500 m以上又開(kāi)始增大，這可能是由于觀測(cè)數(shù)據(jù)的缺失，造成平均后的數(shù)值不能更好地反映實(shí)際情況。總之相對(duì)濕度隨高度的增加而緩慢增大，與溫度變化截然相反。

3 結(jié)論

利用古爾班通古特沙漠腹地系留氣艇2010年10月15—24日觀測(cè)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，對(duì)觀測(cè)期間古爾班通古特沙漠腹地大氣邊界層風(fēng)、溫、濕廓線及其風(fēng)速、風(fēng)向的連續(xù)變化進(jìn)行了研究分析，得出如下結(jié)論：

（1）觀測(cè)期間沙漠腹地20時(shí)至08時(shí)存在貼地逆溫，8時(shí)逆溫最強(qiáng)，逆溫層高度為700 m，之后隨溫度上升，逆溫逐漸消失，溫度廓線也符合溫度垂直遞減率的變化趨勢(shì)；夜晚在100 m的高度差內(nèi)，濕度先快速減小又緩慢增大,白天在近地面100 m的范圍內(nèi)，濕度隨海拔的變化先快速增大，然后開(kāi)始緩慢減小，20時(shí)逆溫形成，近地面也出現(xiàn)逆濕現(xiàn)象，1 100 m是濕度變化的一個(gè)明顯分界點(diǎn)；逆溫層以上風(fēng)速隨高度的變化不再遵循對(duì)數(shù)規(guī)律，而以多峰態(tài)變化。逆溫層范圍內(nèi)風(fēng)速隨高度的上升而增大趨勢(shì)明顯，在900～1 100 m之間風(fēng)速穩(wěn)定，1 100 m之后風(fēng)速又開(kāi)始增大，邊界層風(fēng)速的垂直分布與溫度層關(guān)系密切，逆溫層導(dǎo)致近地面風(fēng)速較小，總體上白天風(fēng)速小于夜晚。

（2）秋季古爾班通古特沙漠腹地風(fēng)速?gòu)?fù)雜多變，波動(dòng)范圍大約為2～8 m/s，地面風(fēng)速一般較小，近地面100 m的高度范圍內(nèi)，風(fēng)速隨高度的增加快速增大，風(fēng)向由東南風(fēng)向南風(fēng)轉(zhuǎn)變，600～900 m之間，風(fēng)速在2.8 m/s左右減緩變化，而風(fēng)向的變化是從南風(fēng)逐漸向東風(fēng)轉(zhuǎn)變，1 500 m以上風(fēng)速快速增大?？傊L(fēng)速與風(fēng)向同步改變，以東南風(fēng)為主。

（3）近地層溫度、濕度在整個(gè)觀測(cè)高度兩者保持相反的變化趨勢(shì)，在600 m以下溫度升高而相對(duì)濕度快速減小，之后溫度隨高度升高而持續(xù)減小，相對(duì)濕度在600～1 100 m之間持續(xù)增大，1 100～1 500 m之間，呈波動(dòng)變化的趨勢(shì)，1 500 m以上又開(kāi)始增大。

（4）風(fēng)切變指數(shù)最大值在23時(shí)（20.88），最小值在14時(shí)（0.97），平均風(fēng)切邊指數(shù)為9.61，夜晚大于白天。夜晚混合層高度小于白天，可能是由于白天太陽(yáng)有效輻射較強(qiáng)，近地層大氣加熱效果明顯，5時(shí)混合層厚度從98.06 m增加到8時(shí)的201.8 m，隨著夜晚地面溫度降低，混合層厚度也減小，23時(shí)為178.66 m，平均為125.88 m。

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Analysis on Boundary Layer Meteorological Elements Profile in the Gurbantunggut Desert

HUO Wen1，2，GU Junming1，3，YANG Xinghua1，2，YANG Fan1，2，HE Qing1，2*
（1.Institute of Desert Meteorology，CMA，Urumqi 830002，China；2.Desert Atmosphere and Environment Observation Experiment of Taklimakan Station，Tazhong 841000，China；3.College of Geography Science and Tourism，Xingjiang Normal University，Urumqi 830054，China）

By Use of the detecting test datas of tethered balloon boundary layer at Gurbantunggut Desert hinterland in the autumn during 15th to 24th October，2011，This study Analyzed the vertical distribution characteristics of desert surface layer wind,temperature,humidity and other meteorological element profile and its changes.Conclusions were as follows：（1）Temperature inversion existed during 20:00—08:00.The top of the inversion layer is located at 700 m.The inversion rate was largest at 08:00,which was 2.85℃/100 m.The humidity of lower atmosphere is significantly higher than that of upper atmosphere.Humidity inversion occurred at 20:00.There was an obvious shear of the humidity at the height of 1100 m.Wind speed appeared to be rising with the height within the inversion layer,while it showed multiple peaks out of the inversion layer（.2）Wind speed ranged between 2～8 m/s.The change of wind speed within 100m near the ground was very obvious,while it is not obvious at 600～900 m.The speed value was approximately constant at 900～1 100 m.（3）The wind shear index at night was larger than that in the day,with the largest value of 20.88 at 23:00 and the lowest value of 0.97 at 14:00.The average valve of wind shear index is 9.61 and the average value of mixing layer thickness is 125.88 m.

Gurbantunggut Desert；surface layer；meteorological elements；profile

P445

B

1002-0799（2015）01-0017-07

霍文，顧軍明，楊興華，等.古爾班通古特沙漠邊界層氣象要素廓線觀測(cè)分析[J].沙漠與綠洲氣象，2015，9（1）：17-23.

10.3969/j.issn.1002-0799.2015.01.004

2013-10-11；

2014-05-10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41305107，41175017）和公益性行業(yè)（氣象）科研專項(xiàng)（GYHY201306066）共同資助。

霍文（1981-），男，副研究員，從事沙漠氣象研究。E-mail：huowenpet@idm.cn