我國(guó)西北三大沙漠風(fēng)蝕起沙觀測(cè)試驗(yàn)進(jìn)展

我國(guó)西北三大沙漠風(fēng)蝕起沙觀測(cè)試驗(yàn)進(jìn)展

沙漠擁有41%的土地，影響著20億人的生活。全球氣候變化引起的干旱區(qū)降雨量減少,蒸發(fā)量增大,將會(huì)導(dǎo)致這些地區(qū)沙漠化進(jìn)一步加劇。中國(guó)國(guó)家林業(yè)局2005年第三次中國(guó)荒漠化和沙化狀況公報(bào)指出中國(guó)沙化土地面積為173.97萬km2,占國(guó)土總面積的18.12%。近些年中國(guó)北方地區(qū)由于干旱、過度放牧及砍伐等原因,導(dǎo)致土地退化,地表土壤風(fēng)蝕嚴(yán)重,形成大范圍的塵暴區(qū)。因此對(duì)地表風(fēng)蝕起沙的研究備受社會(huì)和研究人員的關(guān)注。野外觀測(cè)試驗(yàn)是研究地表風(fēng)蝕起沙的最基礎(chǔ)手段和方法。Bagnold早在20世紀(jì)30年代就在利比亞沙漠中開展了風(fēng)沙活動(dòng)的野外觀測(cè)試驗(yàn),結(jié)合一系列風(fēng)洞試驗(yàn)研究所獲得的數(shù)據(jù)資料,總結(jié)完成了《ThePhysicsofBlownSandandDesertSandDuned》一書,為風(fēng)沙物理學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)40—50年代,Chepil等通過田間試驗(yàn),研究了影響顆粒輸移的地表特性,包括土壤抗風(fēng)蝕性、農(nóng)田間距、壟的高度和植被因子等。以雅庫(kù)波夫等為代表的前蘇聯(lián)科學(xué)家們通過野外觀測(cè)試驗(yàn),對(duì)土壤風(fēng)蝕與地形、土壤、植被等環(huán)境因素的關(guān)系、以及防止土壤風(fēng)蝕的農(nóng)業(yè)綜合措施等作了系統(tǒng)的研究,于1956年出版了《土壤風(fēng)蝕及其防治》一書。這一時(shí)期,河村龍馬和Zingg等人通過野外觀測(cè)和風(fēng)洞對(duì)風(fēng)沙物理學(xué)關(guān)鍵參數(shù)單寬輸沙率進(jìn)行了研究。20世紀(jì)60—70年代,Owen、Gillette等學(xué)者通過野外觀測(cè)試驗(yàn),研究了地表土壤風(fēng)蝕起沙的物理機(jī)制、影響因子及風(fēng)蝕起沙量風(fēng)速(或摩擦速度)、地表狀況(包括土壤水分和地表植被等)的關(guān)系,并建立了數(shù)學(xué)模型。20世紀(jì)80年代后期,特別是20世紀(jì)90年代以來,理論推導(dǎo)和觀測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立風(fēng)蝕起沙的定量模型已成為風(fēng)沙物理學(xué)研究的突出特點(diǎn)。21世紀(jì)以來,風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的研究異常活躍,其中,開展野外風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)精細(xì)化觀測(cè)試驗(yàn)等是當(dāng)前風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)研究的熱點(diǎn)。我國(guó)關(guān)于地表起沙的野外觀測(cè)試驗(yàn)開展得相對(duì)較晚,20世紀(jì)60年代中后期才開始對(duì)沙漠地區(qū)新墾荒地的土壤風(fēng)蝕問題作一些野外觀測(cè)研究,90年代以前幾乎都是零散的研究,之后的十幾年內(nèi)隨著沙塵暴爆發(fā)的頻度和強(qiáng)度的增加及其對(duì)人民生產(chǎn)生活的巨大危害,科學(xué)界對(duì)地表起沙的關(guān)注和研究才逐漸增多。80年代,朱朝云等學(xué)者通過野外觀測(cè)對(duì)起沙動(dòng)力機(jī)制及沙塵粒子運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行了研究。90年代,劉賢萬、董治寶、劉連友等通過風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)和野外觀測(cè),對(duì)影響地表起沙的風(fēng)力等級(jí)、風(fēng)沙流、粗糙元密集度、人為翻耕、牲畜踐踏、土壤粒子尺度、植被覆蓋等主要因素,開展了系統(tǒng)的研究。進(jìn)入21世紀(jì),我國(guó)風(fēng)沙研究更是方興未艾。隨著大量野外觀測(cè)試驗(yàn)的開展,更多有關(guān)地表起沙的科學(xué)事實(shí)得以揭示。黃富祥、成天濤、申彥波、朱好等學(xué)者對(duì)我國(guó)不同區(qū)域沙漠的起沙風(fēng)速及臨界摩擦速度進(jìn)行了觀測(cè)研究。張宏升等從邊界層湍流通量的角度分析了沙塵暴過程中湍流作用、沙塵輸送特征及起沙條件。沈志寶、申彥波、楊興華等利用野外觀測(cè)獲得的數(shù)據(jù),采用不同方法對(duì)不同區(qū)域沙漠不同天氣過程的沙塵通量進(jìn)行了估算。何清等對(duì)塔克拉瑪干沙漠地表起沙開展了長(zhǎng)期的野外觀測(cè)試驗(yàn),獲取了一些有關(guān)塔克拉瑪干沙漠地表起沙的初步結(jié)果。從我國(guó)的研究現(xiàn)狀來看,雖然有關(guān)風(fēng)蝕起沙的野外觀測(cè)試驗(yàn)開展了不少,也取得了較好的研究效果,但尚缺少系統(tǒng)性、長(zhǎng)期性的野外觀測(cè)試驗(yàn)。本文介紹了國(guó)家自然科學(xué)基金“西北沙漠地表沙粒運(yùn)移特性及動(dòng)力熱力參數(shù)研究”支持的“我國(guó)西北三大沙漠地表風(fēng)蝕起沙觀測(cè)試驗(yàn)”的前期工作開展?fàn)顩r、科學(xué)意義、試驗(yàn)方案和科學(xué)目標(biāo),總結(jié)了該試驗(yàn)在前期的進(jìn)展和取得的部分研究成果。1試驗(yàn)計(jì)劃1.1我國(guó)最大風(fēng)蝕起沙場(chǎng)選擇我國(guó)西北典型沙漠區(qū)域塔克拉瑪干沙漠、古爾班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠為研究區(qū),開展野外地表起沙觀測(cè)試驗(yàn)。塔克拉瑪干沙漠、古爾班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠是我國(guó)的三大沙漠,這三大沙漠都處于我國(guó)沙塵天氣進(jìn)入路徑的上游地區(qū),由此產(chǎn)生的沙塵對(duì)下游地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境影響巨大。塔克拉瑪干沙漠為世界第二大流動(dòng)沙漠,我國(guó)第一大沙漠,地表裸露,地表沙源物質(zhì)較細(xì)小且豐富。古爾班通古特沙漠是我國(guó)第二大沙漠,也是半固定半流動(dòng)沙漠,高大沙壟廣布,在沙壟中上部有流沙分布。近年來由于石油勘探開發(fā)及人類放牧活動(dòng)的加劇,使地表植被、結(jié)皮遭到破壞,為地表起沙提供了有利條件。巴丹吉林沙漠是我國(guó)的第三大沙漠,以廣布的高大沙山聞名,植被極其稀少,也為地表起沙提供了豐富的沙塵源?？偟膩碚f,這三大沙漠都是我國(guó)沙塵天氣的重要源地,在我國(guó)沙漠中具有典型的代表性?！拔覈?guó)西北三大沙漠地表風(fēng)蝕起沙觀測(cè)試驗(yàn)”自2008年就已逐步開展,以三大沙漠中建立的風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)為試驗(yàn)平臺(tái),開展風(fēng)蝕起沙的野外觀測(cè)。試驗(yàn)最先在塔克拉瑪干沙漠開展,2008年7月分別在沙漠腹地的塔中、北緣的肖塘建立風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)一處,隨后在2009年5月,2010年5月分別在沙漠東部的若羌、南緣的策勒建立風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)各一處,以塔中、肖塘為重點(diǎn)試驗(yàn)區(qū)。2010年3月在巴丹吉林沙漠北緣的拐子湖地區(qū)建立風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)一處,2010年5月在古爾班通古特沙漠南緣滴西建立風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)一處(圖1)。至此,“我國(guó)西北三大沙漠地表風(fēng)蝕起沙觀測(cè)試驗(yàn)”正式啟動(dòng)。1.2沙粒及沿空氣象概況塔中風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)深入塔克拉瑪干沙漠腹地220km,觀測(cè)場(chǎng)設(shè)在兩大沙壟間的平坦沙地上,下墊面為流沙地表。該地區(qū)地表土壤的平均粒徑為136μm;年降水量25.9mm;年大風(fēng)日數(shù)為10.5d,風(fēng)向以偏東北和偏西北風(fēng)為主;年沙塵暴日數(shù)為15.8d。肖塘風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)地處塔克拉瑪干沙漠北緣荒漠過渡帶上,下墊面為平坦的風(fēng)蝕裸露古河床。北距胡楊林2km,周圍有新月形沙丘和復(fù)合型新月形沙丘鏈,一般寬6~15m,高1~10m。該區(qū)域地表土壤平均粒徑為159μm,由于地處沙漠邊緣過渡帶和下伏河床沉積土,沙樣分選較差。肖塘年沙塵暴日數(shù)為41.6d。若羌風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)位于若羌綠洲北緣的沙地上,觀測(cè)場(chǎng)周邊地勢(shì)平坦開闊,地表裸露。地表沙粒較細(xì)且均勻,平均粒徑僅103μm。該區(qū)高溫且氣候干旱,年平均氣溫為11.8℃;年降水量29.4mm;年沙塵暴日數(shù)為14.6d。策勒風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)位于中國(guó)科學(xué)院策勒治沙站西北方向8km左右的綠洲—荒漠過渡帶中,觀測(cè)場(chǎng)下墊面為平坦沙面,周邊有稀疏的灌叢沙堆分布。策勒地區(qū)氣候干旱,年降水量34~37mm,而年蒸發(fā)量可達(dá)2600mm;年平均氣溫為11.9℃;土壤主要為風(fēng)沙土和棕模土,植被稀疏,覆蓋度僅15%~30%,是典型的綠洲—荒漠交錯(cuò)地區(qū)。由于地處塔里木盆地兩大主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)區(qū)域,策勒風(fēng)沙災(zāi)害頻繁,多年平均沙塵暴日數(shù)為25.2d,最多年份高達(dá)59d。滴西風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)位于古爾班通古特沙漠腹地一處沙壟頂部,沙壟中下部較為固定,沙壟頂部有流沙分布,植被覆蓋度30%~40%左右。該地區(qū)年降水量為80mm左右;極端最高氣溫40℃以上;全年盛行北風(fēng)(N)和東北偏北風(fēng)(NNE);地表土壤粒徑主要分布在100~250μm;沙丘的高度一般均在50m以下。拐子湖風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)位于巴丹吉林沙漠北緣,下墊面為平緩沙地,周邊有稀疏矮小的梭梭分布。該地區(qū)自然環(huán)境非常惡劣,干燥、少雨、炎熱、多大風(fēng)。夏季極端最高氣溫44.8℃,地表溫度可達(dá)80℃;年降水量41mm,蒸發(fā)量為4217.9mm;年平均8級(jí)以上的大風(fēng)近百天,歷史極大風(fēng)速為38m/s;年沙塵暴達(dá)30d;地表沙粒平均粒徑為480μm。1.3試驗(yàn)方法與儀器觀測(cè)項(xiàng)目主要包括近地面風(fēng)、溫、濕等主要?dú)庀笠?土壤溫、濕度;地表沙粒躍移活動(dòng)及風(fēng)沙流輸沙(圖2);塔中與肖塘還有超聲觀測(cè)的風(fēng)、溫、濕脈動(dòng)量。其中,氣象要素由2m高度氣象塔完成,風(fēng)速的觀測(cè)高度為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0m;空氣溫度、濕度的觀測(cè)高度為1.5m;土壤溫、濕度的安裝深度為0、5、10cm;地表沙粒躍移活動(dòng)Sensit-H11B/HLIN型壓電傳感器監(jiān)測(cè),傳感器的感應(yīng)頭安裝高度距離地表5、10cm。其工作原理是當(dāng)?shù)乇碥S移沙粒撞擊在傳感器感應(yīng)頭上時(shí),感應(yīng)器就會(huì)發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào),數(shù)據(jù)采集器則會(huì)記錄下此信號(hào),記為監(jiān)測(cè)到一顆躍移沙粒。該儀器雖然可以記錄監(jiān)測(cè)到的躍移撞擊顆粒數(shù),卻不能獲取躍移起沙量;超聲風(fēng)溫儀傳感器安裝高度為3m。以上儀器除了超聲風(fēng)溫的數(shù)據(jù)采集頻率為20Hz,其余均為1Hz,主要儀器的型號(hào)和技術(shù)指標(biāo)見表1。風(fēng)沙流輸沙由BSNE集沙儀、全方位躍移集沙儀、方口集沙儀及貼地集沙儀收集。BSNE的集沙盒進(jìn)沙口寬2cm,高5cm。集沙盒上方有60目的網(wǎng)篩覆蓋,使空氣流過時(shí),空氣中的沙物質(zhì)可以留在集沙盒中,集沙效率可達(dá)90%。集沙盒的安裝高度為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0m。全方位躍移集沙儀高40cm,集沙盒按16個(gè)方位排列,進(jìn)沙口25層,寬和高分別為1.5cm、2cm,可以收集16個(gè)方位的躍移沙粒。方口集沙儀可收集0~100cm單方向的風(fēng)沙流輸沙通量,共50層,進(jìn)沙口2cm×2cm。貼地積沙儀可監(jiān)測(cè)地面0~5cm的輸沙通量與風(fēng)沙流特征,分為0~0.5cm、0.5~1cm、1~2cm、2~5cm四層(圖2)。試驗(yàn)的總體目標(biāo)是探索在我國(guó)西北三大沙漠區(qū)域開展地表起沙精細(xì)化野外觀測(cè)試驗(yàn)方法,分析下墊面影響因子、湍流及風(fēng)沙二相流在地表起沙運(yùn)移過程中的影響作用,計(jì)算不同沙漠區(qū)域起沙動(dòng)力、熱力參數(shù),以期改進(jìn)沙漠陸面模式和起沙模式參數(shù),提高西北沙塵天氣預(yù)報(bào)精度。為了實(shí)現(xiàn)總體目標(biāo),該試驗(yàn)具體解決以下一些科學(xué)問題:(1)地表起沙精細(xì)化野外觀測(cè)試驗(yàn)的有效方法,常規(guī)氣象儀器和新型起沙探測(cè)設(shè)備的集成技術(shù),數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制和格式標(biāo)準(zhǔn)。(2)獲取野外自然狀態(tài)各類沙塵天氣下較為精確的起沙動(dòng)、熱力學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)。給出沙塵源區(qū)地表沙粒運(yùn)移過程中臨界摩擦速度、臨界起沙風(fēng)速、沙粒撞擊速度與動(dòng)能、沙塵粒度形貌、沙塵水平垂直通量、沙塵濃度、降塵量、地表動(dòng)力和熱力粗糙度、動(dòng)量和熱量通量、湍流交換輸送與湍流擬序結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵物理參數(shù)。(3)了解不同沙漠環(huán)境下,不同季節(jié),地表風(fēng)沙活動(dòng)特征。(4)揭示沙漠地表起沙觸發(fā)機(jī)制,闡明不同沙漠地表沙粒運(yùn)移物理過程。通過大量的野外起沙觀測(cè)試驗(yàn)與沙粒運(yùn)移風(fēng)洞模擬檢驗(yàn),客觀、準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)野外不同天氣條件下,地表起沙運(yùn)移地觸發(fā)機(jī)制。(5)利用野外觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算獲取的沙漠地表沙粒運(yùn)移特征參數(shù),優(yōu)化沙塵參數(shù)化方案,改進(jìn)起沙參數(shù)模式,提高起沙參數(shù)模擬精度。3一些科學(xué)研究3.1沙粒躍移活動(dòng)強(qiáng)度的變化野外狀態(tài)下,地表沙粒的躍移活動(dòng)存在一定的間歇性,這一特點(diǎn)在三大沙漠的觀測(cè)試驗(yàn)中都有發(fā)現(xiàn)。以塔中觀測(cè)場(chǎng)2008年7月21日發(fā)生的一次沙塵天氣為例,此次沙塵天氣09:00左右開始,至22:00結(jié)束,共持續(xù)13h。這里利用躍移活動(dòng)強(qiáng)度來表征沙粒躍移運(yùn)動(dòng)的特征,躍移活動(dòng)強(qiáng)度定義為觀測(cè)時(shí)段內(nèi),發(fā)生躍移活動(dòng)的時(shí)間與觀測(cè)時(shí)間的比值,又稱為躍移活動(dòng)強(qiáng)度的間歇性系數(shù),用字母γ表示。圖3給出了此次沙塵天氣過程中24h的沙粒躍移活動(dòng)強(qiáng)度變化。在沙塵天氣發(fā)生前(09:00),只有在6:50左右出現(xiàn)了短暫的躍移運(yùn)動(dòng),其余時(shí)間Sensit傳感器沒有監(jiān)測(cè)到地表沙粒發(fā)生躍移。沙塵天氣結(jié)束以后(22:00)直至7月22日0:00地表沒有發(fā)生躍移。在沙塵天氣持續(xù)的13h,沙粒躍移活動(dòng)呈現(xiàn)顯著的波動(dòng)變化。觀測(cè)期間,Sensit共記錄到18538s有躍移運(yùn)動(dòng)發(fā)生,占整個(gè)觀測(cè)時(shí)間的21.5%,占整個(gè)沙塵天氣過程的39.6%。統(tǒng)計(jì)表明,觀測(cè)期間1min時(shí)間步長(zhǎng)連續(xù)發(fā)生沙粒躍移運(yùn)動(dòng)的僅28min,出現(xiàn)時(shí)間從10:19—18:10不等,有19min出現(xiàn)在13:00—15:00之間。連續(xù)發(fā)生時(shí)的風(fēng)速分布在7.4~10.2m/s之間,表明即便風(fēng)速持續(xù)較大時(shí)沙粒躍移活動(dòng)也不是連續(xù)的,風(fēng)速持續(xù)較大時(shí)其能量也存在一定的間歇性或者其對(duì)沙粒的作用存在一定的間歇性。5min時(shí)間步長(zhǎng)躍移活動(dòng)強(qiáng)度最大值為0.98,半小時(shí)為0.89,1h則僅為0.75,隨著時(shí)間步長(zhǎng)的增大,沙粒躍移活動(dòng)強(qiáng)度降低。在此次觀測(cè)試驗(yàn)中,沙粒持續(xù)發(fā)生躍移運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)不超過5min。由此表明自然真實(shí)環(huán)境中沙粒躍移運(yùn)動(dòng)連續(xù)發(fā)生的時(shí)刻很少,這與stout和zobeck的研究結(jié)果一致。3.2臨界起沙風(fēng)速起沙風(fēng)速是研究風(fēng)沙活動(dòng)最重要,也是最基礎(chǔ)的參數(shù)之一。當(dāng)風(fēng)速增大到某一臨界值時(shí),地表的沙粒就會(huì)脫離靜止而進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài),稱此臨界風(fēng)速為起沙風(fēng)速。只有當(dāng)風(fēng)速大于或等于起沙風(fēng)速時(shí),才會(huì)有風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的發(fā)生。根據(jù)風(fēng)蝕傳感器所測(cè)躍移撞擊顆粒數(shù),結(jié)合同步觀測(cè)的風(fēng)速,可確定觀測(cè)點(diǎn)最小臨界起沙風(fēng)速。圖4給出了塔中、滴西、拐子湖風(fēng)沙觀測(cè)場(chǎng)各一次沙塵天氣過程中躍移顆粒數(shù)與2m高度平均風(fēng)速的關(guān)系。為了具有一定的代表性,選擇的三次過程都是發(fā)生在春夏季,無降雨過程。由塔中2m風(fēng)速與躍移顆粒數(shù)的關(guān)系可知,當(dāng)風(fēng)速小于4.5m/s時(shí),傳感器沒有監(jiān)測(cè)到地表沙粒發(fā)生躍移運(yùn)動(dòng);當(dāng)風(fēng)速達(dá)到4.6m/s時(shí),傳感器開始監(jiān)測(cè)到地表有沙粒發(fā)生躍移運(yùn)動(dòng);隨著風(fēng)速增大,地表躍移沙粒量隨之增加,但變化不大,當(dāng)風(fēng)速達(dá)到10.0m/s時(shí)躍移顆粒數(shù)急劇增加。在此認(rèn)定塔中2m高度的最小臨界起沙風(fēng)速為4.6m/s。以此類推,可求得滴西2m高度的最小臨界起沙風(fēng)速約為7.8m/s,拐子湖的約為7.3m/s。由此表明三大沙漠的臨界起沙風(fēng)速存在顯著差異。塔克拉瑪干沙漠地表土壤粒度較小、且地表為裸露的流沙地表,因此臨界起沙風(fēng)速最小;巴丹吉林沙漠地表雖然也基本裸露,但由于其地表沙粒較為粗大,因此臨界起沙風(fēng)速比塔克拉瑪干沙漠大;古爾班通古特沙漠地表土壤粒度雖然小于巴丹吉林沙漠,但其植被覆蓋度達(dá)30%~40%,增大了地表粗糙度,也增大了土壤濕度,同時(shí)植被的根系具有顯著的固沙作用,這導(dǎo)致了其臨界起沙風(fēng)速在西北三大沙漠中最大。其實(shí),野外自然狀態(tài)下,由于地表、大氣狀態(tài)均隨時(shí)間發(fā)生著變化,風(fēng)速本身的能量也存在一定的間歇性,真實(shí)的臨界起沙風(fēng)速是一個(gè)變化的值。我們利用Stout提出的TFEM(TimeFractionalEqulvalenceMethod)方法計(jì)算了塔克拉瑪干沙漠塔中地區(qū)2008年7月21日沙塵天氣過程中2m高度1min的臨界起沙風(fēng)速,結(jié)果見圖5?？梢钥闯鲆巴鉅顟B(tài)下臨界起沙風(fēng)速是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的值。觀測(cè)期間最小臨界起沙風(fēng)速為4.9m/s,最大臨界起沙風(fēng)速為9.2m/s,平均值為7.0m/s。由此表明野外臨界起沙風(fēng)速值很難保持在一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。4.3水平輸沙通量利用BSNE集沙儀收集了5、10、20、50、100、200cm高度的輸沙通量,發(fā)現(xiàn)塔克拉瑪干沙漠與巴丹吉林沙漠近地表2m高度輸沙通量的分布較為符合方程:式中,q(z)為對(duì)應(yīng)高度的輸沙通量(kg/m2);z為距離地面的高度(cm);a、b為待定參數(shù),由實(shí)測(cè)輸沙通量的擬合方程確定(圖6)。根據(jù)方程(1),可以推導(dǎo)出觀測(cè)點(diǎn)每次沙塵天氣過程0~200cm高度,1m寬度截面上的水平輸沙通量為:式中,Q為每一次沙塵天氣過程的水平輸沙通量,單位為kg/m。選擇2010年3月在塔克拉瑪干沙漠塔中、巴丹吉林沙漠拐子湖收集的水平輸沙通量數(shù)據(jù),根據(jù)公式(1)、(2)分別計(jì)算了兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)3月0~200cm高度,1m寬度截面上的水平輸沙通量(古爾班通古特沙漠滴西觀測(cè)場(chǎng)在3月沒有出現(xiàn)風(fēng)沙活動(dòng))。塔中觀測(cè)場(chǎng)的輸沙量為3.9kg/m,拐子湖觀測(cè)場(chǎng)為676.5kg/m。由此可以發(fā)現(xiàn)兩大沙漠雖然都處于我國(guó)西北干旱區(qū),但其風(fēng)沙活動(dòng)特征存在顯著差異。相對(duì)于塔克拉瑪干沙漠,巴丹吉林沙漠風(fēng)沙活動(dòng)出現(xiàn)的月份較早,且風(fēng)沙活動(dòng)劇烈,輸沙量大,這和觀測(cè)點(diǎn)多大風(fēng)天氣也有密切關(guān)系。4應(yīng)用