另一场卫国战争(上)

寻找尼雅河 1994年秋天,中国第一支女子探险队走进塔克拉玛干沙漠。“塔克拉玛干”大当地语言中是“进得去出不来”之意。方圆33.76万平方公里的塔克拉玛干沙漠位于新疆塔里木盆地。数十条发源于群山的河流,全部消失于这沙漠边缘,没有一条能流入腹地。这些正经历着慢性死亡的河流,结成点线绿洲,顽强地护卫着人类最后的生存之地。     

GPS遥感塔克拉玛干沙漠腹地水汽含量与降水关系

利用2009年7月和9月塔中站的地基GPS观测数据,运用GAMIT软件解算反演的大气水汽含量与局地降水之间的关系进行了分析,得到了塔克拉玛干沙漠腹地大气水汽含量的变化与降水的相互关系,这对于气象研究以及天气预报有着重要意义.结果表明:48 h GPS遥感的大气水汽含量增量和本站是否发生降水关系密切,大气水汽总量最大值出现时刻与地面小时降水有很好的相关性.采用前期的大气水汽总量平均值和短时大气水汽总量增量2个条件进行降水的判断,认为降水是否出现与水汽的高值区有很好的对应关系.     

青藏高原及周边区域沙尘气溶胶三维分布和传输特征

利用MERRA-2再分析资料和CALIPSO星载激光雷达产品,分析了1980—2017年青藏高原和塔克拉玛干沙漠上空沙尘气溶胶的分布和传输特征.对比了MERRA-2与AERONET及MISR的气溶胶光学厚度（AOD）产品,其相关系数分别为0.809和0.776.基于MERRA-2资料分析表明,研究区域沙尘光学厚度（DAOD）按春、夏、秋、冬季依次递减.塔克拉玛干沙漠和青藏高原地区DAOD均在5月达最高值.青藏高原北部DAOD比南部高0.06~0.10,两地区的DAOD值差异在5月最高.自2000年开始,塔克拉玛干沙漠和印度恒河平原DAOD高值区强度和影响范围显著增大,对青藏高原的沙尘输送增强,印度沙尘对青藏高原的影响显著增加.CALIPSO观测表明,青藏高原上空的沙尘主要来自塔克拉玛干沙漠,传输量春季最大,秋、冬季最小;部分来自印度恒河平原,传输主要发生在夏、秋季.塔克拉玛干沙尘通过柴达木盆地向青藏高原传输,最远可至30°N,传输高度在4~8 km.冬季青藏高原上空的沙尘主要来自柴达木盆地.塔克拉玛干沙漠和青藏高原的最大气溶胶消光系数廓线分别出现在春季和夏季.塔克拉玛干沙漠和青藏高原地区沙尘层厚度多年平均值分别为1.00和0.82 km.2007—2017年,塔克拉玛干沙尘层厚度呈下降趋势,年下降率为0.018 km.青藏高原沙尘层厚度春季最大,冬季次之,夏季最小;沙尘层厚度年变化趋势不显著.     

基于无人机垂直观测塔克拉玛干沙漠一次沙尘污染过程研究

利用多旋翼无人机于2021年7月30—31日对塔克拉玛干沙漠的塔中（飞行高度0~2000 m）、民丰地区（飞行高度0~1000 m）不同粒径 颗粒物浓度、气温、相对湿度和风速进行垂直观测,结合多地面站点、再分析资料、后向轨迹模型和卫星遥感数据,对沙尘污染过程中的影响 因素、颗粒物垂直分布特征及污染成因进行了分析.结果表明：①近地面低气温、高相对湿度、高风速的气象条件有利于沙尘污染事件的发生,通过无人机探测数据发现高相对湿度有利于颗粒物吸湿增长,气温和风速的上升能够加强大气对流运动,有利于污染物的输送.②在沙尘污染期间,塔中地区PM₁、PM_2.5和PM₁₀的浓度分别为0.8~45.7、1.0~267.0和1.0~588.7 μg·m^-3;民丰地区PM₁、PM_2.5和PM₁₀的浓度分别为21.5~126.9、39.6~263.6和48.5~520.6 μg·m^-3.③在沙尘污染期间,塔克拉玛干沙漠腹地颗粒物组成以粗颗粒物为主,南缘则以细颗粒物为主.民丰地区PM₁/PM_2.5比值（0.48~0.55）和PM_2.5/PM₁₀比值（0.55~0.83）在同时刻均高于塔中地区（PM₁/PM_2.5为0.18~0.33, PM_2.5/PM₁₀为0.33~0.51）.④天气形势和后向轨迹表明,此次污染主要由西风环流导致,气团分别从北面翻越天山和东面绕道进入塔克拉玛干沙漠,携带了塔克拉玛干沙漠东部地区沙尘颗粒和新疆北部人为污染物.⑤CALIPSO卫星数据表明,此次污染中气溶胶存在于海拔1~8 km之间,主要集中在低层（消光系数在 海拔1.0~2.2 km左右最大）.气溶胶类型为沙尘气溶胶、污染沙尘气溶胶和烟雾气溶胶,其中,沙尘气溶胶占主要部分.     

逃离巴楚

1964年,我在新疆巴楚进行航空摄影测量工作,并进入塔克拉玛干沙漠的西北腹地作业,留下踩在生死线上的一段难忘的经历。一次,在刚刚走出塔克拉玛干大沙漠不久,突然接到区队部电话,要求作业组火速赶回区队部。我和留着小八字胡的矮个子骆驼员乌布拉洪从麦盖提出发,骑着骆驼赶到巴楚已是后半夜,位于斜街的借用小学校舍的区队部已经大门紧锁。好在乌布拉洪的家离区队部不远,当晚我便借宿在他家。乌布拉洪的家和其他大多数维吾尔族的家一样,是红柳树枝编织并糊     

塔克拉玛干沙漠腹地四种植物根系分形特征分析

采用全根挖掘法,运用分形理论对塔克拉玛干沙漠腹地阿克苏牛皮消、河西菊(Hexinia polydichotoma(Ostenf.)H.L.Yang)、白麻(Apocynum venetum L.)、沙拐枣(Cynanchum amplexicaule Hemsl)四种多年生野生植物根系的分支状况、分形特征与拓扑特征之间的关系进行了研究。研究发现:⑴四种植物根系分形特征较明显,分形维数大小与拓扑参数连接总数、外部连接数之间具有显著的相关关系;⑵根丰度与根系长度、平均连接长度之间具有显著的指数关系,分别可用以下方程表示:y1=2.7694e1.5496x,y2=0.036 9e2.026 7x(其中y1、y2分别为总根长、平均连接长度,R2分别为0.935 3、0.983 2)。因此,通过分形和拓扑理论对比分析了沙漠腹地4种野生植物根系的空间分形特征、资源占有能力与吸收率,有利于为沙漠腹的植物根系研究提供相关参数和一定的理论依据。     

塔克拉玛干沙漠近48年起尘速率变化趋势分析

采用美国环境保护局推荐的公式,分析了塔克拉玛干沙漠1960~2008年PM50和PM30起尘速率的变化趋势及影响因子. 结果表明,1960~2008年, 塔克拉玛干沙漠PM50和PM30起尘速率及沙尘暴频率均呈显著减小趋势, 粉尘粒径越细, 起尘速率减幅越大;塔克拉玛干沙漠21世纪初的风沙活动比上世纪60年代减小了65.01%~85.14%;年均风速的减少和年降水量的增加对PM50起尘速率减少的贡献率分别为37.8%和62.2%, 年均风速和起沙风频率的减少及年降水量的增加对PM30起尘速率减少的贡献率分别为9.1%、33.2%和57.7%, 年均风速和起沙风频率的减少对沙尘暴频率减少的贡献率分别为41.3%和58.7%;大风沙尘天气可能使大气中粗、细颗粒物总量均有所增加, 但细颗粒物增加更明显.     

塔克拉玛干沙漠边缘柽柳对土壤水盐分布的影响

以塔克拉玛干沙漠边缘地区生长的柽柳为研究对象,测定了柽柳灌丛下及周围土壤中Na⁺和K⁺含量、电导率、pH值、水分以及柽柳营养枝Na⁺和K⁺含量等指标.结果表明,柽柳灌丛造成土壤盐分呈现斑块状分布,形成盐岛.柽柳体内较高的盐分含量可能是造成土壤盐分分布变化的重要因素之一(盐岛效应).相关分析表明,盐岛效应强弱与背景土壤水盐条件密切相关.在背景土水盐条件适中的冲积平原中部,盐岛效应最显著;而在背景土盐分最重的冲积平原中下部和水分含量最低的沙漠边缘,盐岛效应消失.在柽柳生长的适宜地下水位,盐岛效应最明显.柽柳还使冠下土壤Na/K发生改变,碱性增加,含水量降低.     

塔克拉玛干沙尘活动对下游大气PM10浓度的影响

利用卫星遥感获得的1997~2002年逐日气溶胶指数(AI)分析了塔克拉玛干沙漠地区上空大气沙尘的时空变化特征,以及2001,2002年春季(4~5月)该沙区大气沙尘活动与我国大陆29个主要城市大气PM10含量的相关性.结果表明,该区大气沙尘活动的强弱与中国西北东部(西宁、兰州、银川、西安)大气PM10含量高低存在着显著的正相关(相关系数超过0.7,达到0.001的显著性水平).地面大气环流场的合成分析和线性回归分析发现,该沙漠地区的大气沙尘主要是通过青藏高原东北缘的绕流以及翻越高原东北部柴达木盆地的偏西风输送到西北东部地区,进而影响到当地空气质量的.     

生死线上的一段经历

1964年，我作为实习生在国家测绘总局第二地形测量队工作期间，进入塔克拉玛干沙漠的西北腹地，参加完成了两幅1：10万地形图的高程控制测量及航空摄影野外调绘任务。这是令我终生难忘的一段踩在生死线上的经历。