夏季巴丹吉林沙漠辐射特征的模拟研究

利用WRF（TheAdvancedResearchWeatherResearchandForecasting）模式3．3版本，检验其对巴丹吉林沙漠地区辐射特征的模拟能力，并通过模拟结果选取适于沙漠下垫面辐射特征模拟的最优参数化方案组合。通过连续9d（2009年8月11～19日）不同天气条件下的数值模拟，分别选取4种向下短波、4种向下长波辐射辐射方案及4种陆面过程方案，认为WRF模式能较好地模拟出该地区不同天气条件下（晴天、多云和阴雨）辐射日变化的特征，其中RRTMG向下短波和向下长波辐射方案较其他辐射方案略有优势，其模拟的向下短波辐射通量和向下长波辐射通量的总均方根误差最小，分别为103．9和25．9W／m^2；陆面过程方案中，RUC方案较有优势，模拟的向上长波和向上短波辐射通量的总均方根误差最小，分别为26．9和25．2W／m^2；阴雨天气条件下，辐射方案的调用间隔时间对辐射通量的模拟较敏感，调用间隔时间的缩短能明显改进辐射通量由晴转阴过程的模拟。

近40a巴丹吉林沙漠腹地湖泊面积变化及其影响因素

利用1973、1990、2000年和2010年4期Landsat遥感影像资料为信息源,运用目视解译和波段比值的方法得到不同时相巴丹吉林沙漠腹地湖泊信息,分析其变化特征,结合沙漠周边降水数据,通过水量收支平衡关系对湖泊群变化因素进行了初步探讨。结果表明,沙漠湖泊在各时期发生了不同程度的萎缩。1973—2010年间,湖泊总数由94个减少到82个,共减少了12个,总面积减少了3.69km2。其中,1973—1990年间湖泊萎缩最快。对沙漠湖泊面积进行统计分级后发现,湖泊的萎缩主要发生在面积小于0.2km2的湖泊中,萎缩速率由快到慢;面积大于0.9km2的湖泊面积发生不同程度的波动。湖泊群面积变化基本不受人为因素影响,也不是当地气候变化直接作用的结果,地下补给源水量变化是导致湖泊面积变化的主要因素。

1960-2009年巴丹吉林沙漠南北缘气候变化分析

利用巴丹吉林沙漠北缘的额济纳旗、拐子湖和南缘的阿拉善右旗、雅布赖4个气象站,1960-2009年逐月平均气温、降水量和相对湿度资料,运用一元线性回归、趋势系数分析和5年滑动平均方法,分析近50年来沙漠南北缘气候变化趋势。结果发现:近50年来,巴丹吉林沙漠南北缘年平均气温显著升高,升温速率为0.27～0.48℃/10 a,高于同期全国和西北地区东部平均升温速率。北缘的年平均气温升温速率和升温趋势均大于南缘。南北缘各季节年均气温显著升高,各站均表现为冬季升温速率最大,但各季节平均气温的升温趋势有差异。巴丹吉林沙漠南北缘各站年降水量波动很大。近50年来,北缘年降水量略有减少,南缘略有增加。各站点季节降水量变化趋势亦不明显,且不同站点变化特征不同。沙漠南北缘湿润度很低,属极干旱等级。近50年来,北缘年平均湿润度略有下降,南缘则略有上升,但湿润度的变化趋势不明显。

巴丹吉林-腾格里沙漠间沙丘活化带发展过程及其驱动力分析

基于1989,1999年和2007年TM/ETM+影像,从土地利用变化的视角分析巴丹吉林-腾格里沙漠间沙丘活化带的发展过程,并探讨沙丘活化带发展的驱动因素。分析表明:①1989-2007年,研究区沙地和耕地面积增加,草地、盐碱地和沼泽地面积减少,景观破碎化程度加剧,沙地斑块质心向西北偏移,即腾格里沙漠西北缘向巴丹吉林沙漠东南缘推进,巴丹吉林-腾格里沙漠间沙丘活化带合并趋势显著。②气候暖干是该区土地沙漠化的前提,国家政策措施对沙漠化防治和草地恢复起到一定作用,但人口增长和超载过牧加剧了沙丘活化带的合并。建议在巴丹吉林-腾格里沙漠间沙丘活化带继续加强政策调控与生态工程建设,以及长期野外定位观测和监测。

巴丹吉林沙漠第四纪研究评述与讨论

近20年来巴丹吉林沙漠第四纪研究倍受地学界的关注,取得了较大的进展,但在一些主要问题的认识和结论上,分歧和争论极大。在综合分析大量研究成果的基础上,对第四纪研究进行了系统的评述和讨论,指出了这些研究中存在的问题、以及出现分歧和相互矛盾的原因。在沙漠形成的时代上,现有的研究主要是对沙漠部分地区的地层断代和沙丘浅部的测年,尚没有系统的工作,为此这里特别对影响沙漠时代研究的几个主要因素进行了详细的讨论。关于高大沙山和其间湖泊的形成机制,前者有多因素理论和地下水理论,后者有沙山间负地形理论说和断裂构造理论。尽管这些理论的依据和手段主要是运用不同的地球化学元素来示踪水源,但得出的结论迥异。通过对这些结果的分析,认为彼此的适用性还需进一步的证实。湖泊水源争论的原因主要是缺乏对沙漠地貌、下部地质、沙山钙结层和植物根套的综合研究所致,沙漠下部地质的进一步研究是解决这些问题的关键。在沙漠气候及其演化的研究上,西风环流和东亚季风对沙漠的形成和演化的影响程度还不清楚。最后对巴丹吉林沙漠的未来研究进行了展望。

巴丹吉林沙漠湖泊形成的机理分析

依据实际调查资料并结合前人研究成果,在探明区域水文地质条件的基础上,系统计算分析了沙漠区及外围盆地地下水的补给与排泄,发现沙漠区地下水补给量小于排泄量2.55×108m3/a,不能解释内陆湖泊水量长久不衰的原因;而位于沙漠区西缘的黑河金塔—鼎新盆地地下水补给量大于排泄量2.66×108m3/a,未见盆地内地下水位大幅度上升,多余的水量不知去向;与沙漠区衔接的其它盆地地下水资源匮乏且处于补排基本平衡的状态,根本无途径和多余的水量补给沙漠区。前人研究结果证实,横贯我国西北—东西的阿尔金大断裂的东延部分及其所形成的羽翼状断层带存在地表破碎带,且地势西高东低并具有良好的导水性,而这个地表破碎带通过了金塔—鼎新盆地和巴丹吉林沙漠,正好位于沙漠内陆湖泊群附近。而湖泊群一带存在大量钙华和钙质胶结层及湖水中3He/4He的比值,均表明湖泊水经过了深部地壳层的循环,加上黑河正义峡—哨马营段河水海拔高于湖泊群的佐证,认为黑河在金塔—鼎新盆地强烈渗漏所产生的地下水顺着阿尔金断裂自西向东源源不断地补给了巴丹吉林沙漠,经过目前还不为人知的深部循环方式,地下水在湖泊群地表破碎带向上运移形成上升泉,最终成为巴丹吉林内陆沙漠湖泊群水源的补给来源。