沙漠的氣候課件

一、降水特征(一)降水量小(二)降水變率大第1頁/共59頁一、降水特征(一)降水量小第1頁/共59頁1(一)降水量小一般說來，沙漠地區(qū)年降水量＜250－500毫米，下限可為10-20毫米或終年滴水下降。新疆托克遜：1961－1970年年平均降水量3.9毫米；智利的安托法加斯塔：年雨量7.7mm；塔卡馬荒漠的伊魁奎港：1899－1919年的20年間，14年不降滴雨，其余六年總雨量也僅24毫米；埃及的Dakhla：年雨量0.5mm(25年的統(tǒng)計(jì))；第2頁/共59頁(一)降水量小一般說來，沙漠地區(qū)年降水量＜250－500毫米2(二)降水變率大1、年變率大2、季節(jié)性變化大、降水時(shí)間高度集中第3頁/共59頁(二)降水變率大1、年變率大第3頁/共59頁31、年變率大我國南方年降水變率一般＜15％；我國西北地區(qū)年降水變率一般＞40％；我國吐魯番地區(qū)年降水變率為57.8％；民豐安迪爾1966年降雨量只有5.0毫米,而1971年卻達(dá)42.5毫米,相差近10倍。撒哈拉的古達(dá)米斯(Ｃｈａｄａｍｅｓ，利比亞)的最大年雨量79毫米，最低年雨量6毫米，相差13倍之多。中東及北非年雨量變異系數(shù)與年平均雨量的關(guān)系見圖4－1第4頁/共59頁1、年變率大我國南方年降水變率一般＜15％；第4頁/共59頁4圖4－1年雨量變異系數(shù)與年平均雨量的關(guān)系第5頁/共59頁圖4－1年雨量變異系數(shù)與年平均雨量的關(guān)系第5頁/共59頁52、季節(jié)性變化大、降水時(shí)間高度集中①我國沙區(qū)除古爾班通古特沙漠有冬春雨雪外，多集中在7、8、9三個(gè)月（占全年降水的50－60％）②降水時(shí)間高度集中：多為對流性陣雨或暴雨。一年的雨量可在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)降完。1958年新疆庫車舊城毀于泥石流；1979年敦煌縣城2/3的房屋因?yàn)楹樗疀Q庫而被淹沒；蘇聯(lián)沙漠夏季考察隊(duì)遇洪水而把鞋子漂走。塔爾沙漠的一個(gè)地方年平均雨量約為130毫米，(1969)卻于兩天之中降雨約有860毫米。第6頁/共59頁2、季節(jié)性變化大、降水時(shí)間高度集中①我國沙區(qū)除古爾班通古特沙6二、蒸發(fā)特征(一)蒸發(fā)特征(二)蒸發(fā)及蒸發(fā)力的概念(三)蒸發(fā)的測定及計(jì)算方法第7頁/共59頁二、蒸發(fā)特征(一)蒸發(fā)特征第7頁/共59頁7(一)蒸發(fā)特征1、蒸發(fā)強(qiáng)烈由于對最大可能蒸發(fā)量的理解及計(jì)算方法的不同。蒸發(fā)量的報(bào)道差異很大。我國沙區(qū)年蒸發(fā)量，過去認(rèn)為在2500－3000毫米，有的地區(qū)4000毫米以上。撒哈拉的費(fèi)贊和博爾庫高達(dá)4500－6000mm?，F(xiàn)在計(jì)算結(jié)果：托克遜：降水量3.9毫米,蒸發(fā)量1100mm左右；智利的安托法加斯塔：年雨量7.7mm；蒸發(fā)量為793mm；埃及的Dakhla：年雨量0.5mm，蒸發(fā)量為1301mm；《中國農(nóng)業(yè)氣候資源和農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃》一書中，西北內(nèi)陸沙區(qū)年蒸散量為1000-1200mm。德國特利爾大學(xué)的Mueller先生,按桑斯威特的公式計(jì)算，烏魯木齊僅為625mm,酒泉的為658mm。2、蒸發(fā)表現(xiàn)出極不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象——實(shí)際蒸發(fā)量很小，可能蒸發(fā)量極強(qiáng)。第8頁/共59頁(一)蒸發(fā)特征1、蒸發(fā)強(qiáng)烈第8頁/共59頁8(二)蒸發(fā)及蒸發(fā)力的概念1、蒸發(fā)的概念2、趙松喬等區(qū)分的四種蒸發(fā)力概念。第9頁/共59頁(二)蒸發(fā)及蒸發(fā)力的概念1、蒸發(fā)的概念第9頁/共59頁91、蒸發(fā)的概念蒸發(fā)是指自然表面以蒸氣形態(tài)進(jìn)行的水分運(yùn)動(dòng)，不論水氣是來源于土壤或者植物。第10頁/共59頁1、蒸發(fā)的概念蒸發(fā)是指自然表面以蒸氣形態(tài)進(jìn)行的水分運(yùn)動(dòng)，不論102、趙松喬等區(qū)分的四種蒸發(fā)力概念。(1)標(biāo)定蒸發(fā)力(2)氣候蒸發(fā)力(3)虛擬蒸發(fā)力(4)局部蒸發(fā)力第11頁/共59頁2、趙松喬等區(qū)分的四種蒸發(fā)力概念。(1)標(biāo)定蒸發(fā)力第11頁/11(1)標(biāo)定蒸發(fā)力在土壤水分充足，植物覆蓋良好，屬于生長盛期，并大面積均一的地段上的蒸發(fā)值，可稱為標(biāo)定蒸發(fā)力。第12頁/共59頁(1)標(biāo)定蒸發(fā)力在土壤水分充足，植物覆蓋良好，屬于生長盛期，12(2)氣候蒸發(fā)力在土壤充分濕潤，但下墊面的植被不均一的條件下，用氣象站的資料去計(jì)算蒸發(fā)力，所得的為氣候蒸發(fā)力。氣候蒸發(fā)力能大致代表當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，也能作為當(dāng)?shù)刂贫ü喔榷~的參考，但不能確切地反映具體作物的需水量。第13頁/共59頁(2)氣候蒸發(fā)力在土壤充分濕潤，但下墊面的植被不均一的條件下13(3)虛擬蒸發(fā)力在大面積不充分濕潤條件下，如將當(dāng)?shù)貧庀笳緦?shí)測的各要素的值，代入在濕潤條件下計(jì)算蒸發(fā)力的公式，則計(jì)算所得并非本來意義上的蒸發(fā)力。從實(shí)踐的角度考慮，要大面積范圍內(nèi)改變下墊面的濕潤條件，目前尚難辦到，而對于廣大的半濕潤地區(qū)、半干旱地區(qū)和干旱地區(qū)，也需要有一個(gè)表示蒸發(fā)力的指標(biāo)性數(shù)值，為了區(qū)別于本來意義上的蒸發(fā)力，我們將在不充分濕潤地區(qū)用氣候計(jì)算法求得的這種蒸發(fā)力值叫做虛擬蒸發(fā)力。使用虛擬蒸發(fā)力可以有助于分析一個(gè)地區(qū)的自然條件特征，但若要以此為依據(jù)計(jì)算一個(gè)地區(qū)大范圍內(nèi)所虧缺的水分，作為大面積調(diào)水的依據(jù)，是不恰當(dāng)?shù)摹５?4頁/共59頁(3)虛擬蒸發(fā)力在大面積不充分濕潤條件下，如將當(dāng)?shù)貧庀笳緦?shí)測14(4)局部蒸發(fā)力在非充分濕潤地區(qū)，有不少蒸發(fā)資料取自小面積充分濕潤的田塊，有些人將這些值也稱為蒸發(fā)力，其實(shí)，它并不代表大面積的自然條件，即使大到若干公頃(幾十畝、幾百畝、甚至上千畝)，在廣大的干旱、半干旱地區(qū)內(nèi)，也只是一個(gè)小區(qū)，由于綠洲環(huán)境熱量平衡方面的特殊性，這種實(shí)測值不僅不能代表周圍區(qū)域大面積非濕潤地區(qū)的蒸發(fā)值，也不能代表周圍區(qū)域大面積充分濕潤時(shí)的蒸發(fā)力。這樣的數(shù)值我們可以稱為局部蒸發(fā)力。其應(yīng)用范圍有限，也不能利用當(dāng)?shù)馗稍锃h(huán)境下的氣象記錄來計(jì)算這種局部蒸發(fā)力。第15頁/共59頁(4)局部蒸發(fā)力在非充分濕潤地區(qū)，有不少蒸發(fā)資料取自小面積充15(三)蒸發(fā)的測定及計(jì)算方法蒸發(fā)量的測定及蒸發(fā)力的計(jì)算一直是氣象、水文、地理及農(nóng)林學(xué)家多年來關(guān)注的問題，測定自然表面的蒸發(fā)有三個(gè)基本方法：

(1)根據(jù)水分平衡的差異；

(2)根據(jù)能量平衡中的潛熱測定；

(3)根據(jù)近地面空氣中水蒸氣的凈上升流。潛在蒸發(fā)力的計(jì)算方法很多。目前干旱地區(qū)研究中較常采作的方法如下：第16頁/共59頁(三)蒸發(fā)的測定及計(jì)算方法蒸發(fā)量的測定及蒸發(fā)力的計(jì)算一直是氣16(1)彭曼(Penman.H.L)計(jì)算法(1948)Penman方程式把能量平衡法和空氣動(dòng)力學(xué)理論結(jié)合起來,雖然比此類其他算式為復(fù)雜,但它只使用標(biāo)準(zhǔn)氣象資料就可以得到解答。起初是用于自由水面的蒸發(fā)，即：

式中:△＝在Ta溫度下水汽壓隨溫度而變化的斜率(毫米水銀柱/℃)Ho＝幅射平衡項(xiàng)；r─干濕球溫度表常數(shù)(r≈0.5mm/度)Ea＝由2米高處的風(fēng)速(km/時(shí))和2米高處水汽飽合差(mm水銀柱)，共同決定的空氣干燥力第17頁/共59頁(1)彭曼(Penman.H.L)計(jì)算法(1948)P17(2)桑特(Thornthwaite.C.W.)于1948年計(jì)算蒸發(fā)的方程式PE＝潛在蒸發(fā)量;L＝不同地帶和季節(jié)間的改正系數(shù)；t＝選定的時(shí)段的平均溫度;I＝計(jì)算12個(gè)月平均溫度的指數(shù);a＝關(guān)于I的一個(gè)綜合地理因素的常數(shù);第18頁/共59頁(2)桑特(Thornthwaite.C.W.)于194818(3)H.H.伊萬諾夫提出的計(jì)算個(gè)別月蒸力(準(zhǔn)確的說──水面蒸發(fā))的經(jīng)驗(yàn)公式E=0.0018(25+t)2(100-a)式中:E──蒸發(fā)力;t──溫度；

a──相對溫度;這一公式是用維爾達(dá)蒸發(fā)器在全球很多湖泊進(jìn)行水分平衡觀測所得到的資料導(dǎo)出來的。第19頁/共59頁(3)H.H.伊萬諾夫提出的計(jì)算個(gè)別月蒸力(準(zhǔn)確的說──水面19三、降水及蒸發(fā)的綜合作用結(jié)果降水及蒸發(fā)的綜合作用結(jié)果——空氣干燥我國沙區(qū)的空氣濕度一般＜30％（為農(nóng)業(yè)干熱風(fēng)的指標(biāo)之一）有時(shí)出現(xiàn)“零”的紀(jì)錄（說明采用常規(guī)儀器和常規(guī)方法難以測定空氣的相對濕度）我國大氣中全年平均含水量如下：華南上空40－50mm長江流域30mm黃河流域20mm西北大部分地區(qū)有的＜5mm第20頁/共59頁三、降水及蒸發(fā)的綜合作用結(jié)果降水及蒸發(fā)的綜合作用結(jié)果——空氣20第二節(jié)日照及冷熱變化特征一、日照特征二、冷熱特征第21頁/共59頁第二節(jié)日照及冷熱變化特征一、日照特征第21頁/共59頁21一、日照特征1、日照時(shí)間長2、相同緯度地帶日照時(shí)間比較第22頁/共59頁一、日照特征1、日照時(shí)間長第22頁/共59頁221、日照時(shí)間長1年8760小時(shí)。溫帶沙漠2500－3000小時(shí)/年（占全年時(shí)數(shù)的29－34％）；熱帶亞熱帶的撒哈拉沙漠＞3600小時(shí)/年（占全年時(shí)數(shù)的41％），其中心地區(qū)可達(dá)4300小時(shí)（占全年時(shí)數(shù)的49％）；我國沙區(qū)全年日照時(shí)數(shù)在2500－3600小時(shí)（占全年時(shí)數(shù)的30－40％）。第23頁/共59頁1、日照時(shí)間長1年8760小時(shí)。第23頁/共59頁232、相同緯度地帶日照時(shí)間比較我國沙區(qū)日照為2500－3600小時(shí)/年，占全年時(shí)數(shù)的29－41％；吐魯番：3070小時(shí)；民勤：3001小時(shí)；包頭：2995小時(shí)；日本東京2020小時(shí)；成都1089小時(shí)；貴陽：1325小時(shí)。注意：霧漠地區(qū)例外。秘魯首都利馬年日照1422小時(shí)，降水10.0mm，蒸發(fā)量884mm，空氣相對濕度85％。第24頁/共59頁2、相同緯度地帶日照時(shí)間比較我國沙區(qū)日照為2500－360024表4－1我國沙漠地區(qū)日照時(shí)數(shù)對比地區(qū)名稱氣象臺(tái)站名稱年日照時(shí)間(小時(shí))沙漠地區(qū)科爾沁沙地毛烏素沙地烏蘭布和沙漠騰格里沙漠巴丹吉林沙漠準(zhǔn)格爾盆地沙漠和戈壁塔克拉瑪干沙漠通遼榆林吉蘭秦民勤拐子湖克拉瑪依阿克蘇阿拉爾3111298733223001324927633032濕潤地區(qū)廣州南京成都190421711258

第25頁/共59頁表4－1我國沙漠地區(qū)日照時(shí)數(shù)對比地區(qū)名稱氣象臺(tái)站名稱年日照253、太陽輻射強(qiáng)達(dá)到地面的幅射強(qiáng)度取決于穿透大氣時(shí)的太陽高度角、大氣透明度、云量等因素。我國沙區(qū)太陽年總幅射量在136-226千卡/cm2，青海柴達(dá)木盆地可達(dá)200千卡/cm2左右，是全國總幅射量的最高中心之一(見表4－2)；我國南方一般＜116千卡/cm2太陽常數(shù)＝1025千卡/cm2.年第26頁/共59頁3、太陽輻射強(qiáng)達(dá)到地面的幅射強(qiáng)度取決于穿透大氣時(shí)的太陽高度角26表4-2沙漠地區(qū)與其它地區(qū)太陽總輻射值比較地區(qū)站名年總輻射量(千卡/厘米2)沙漠地區(qū)內(nèi)蒙古東部內(nèi)蒙古西部新疆北部新疆南部新疆東部青海柴達(dá)木南華東方西南地華南區(qū)錫林浩特老東廟克拉瑪依和田若羌哈密格爾木冷湖上海成都廣州140.345168.274134.345142.499157.039180.235191.368226.121113.84188.592116.126第27頁/共59頁表4-2沙漠地區(qū)與其它地區(qū)太陽總輻射值比較地區(qū)站27二、冷熱特征1、溫差大2、熱量充足3、具有世界高溫紀(jì)錄第28頁/共59頁二、冷熱特征1、溫差大第28頁/共59頁281、溫差大①年較差大最冷月與最熱月溫差非洲，一般不超過27℃溫帶沙區(qū)：我國一般30－40℃，絕對年溫差可達(dá)50－60℃以上；安迪爾1967年達(dá)到67.2℃②日較差大非洲可達(dá)30.5-35.2℃;我國一般為10-20℃，最高可達(dá)40℃。“早穿皮襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”的民諺正是對沙區(qū)溫度劇變的真實(shí)而生動(dòng)的寫照。5月榆林飛播時(shí)進(jìn)沙穿皮襖。第29頁/共59頁1、溫差大①年較差大第29頁/共59頁292、熱量充足表4－3、六十年代時(shí)各沙漠、沙地的平均熱量狀況沙區(qū)沙漠(地)暖季期間的積溫(℃)東部呼倫貝爾(包括東烏珠穆沁)嫩江下游科爾沁渾善達(dá)克庫布齊毛烏素(包括河?xùn)|沙地)1900-23002500-30003000-33001800-28002600-30002800-3200西部烏蘭布和騰格里巴丹吉林河西走廊庫姆塔格古爾班通古特吐魯番(東疆)搭克拉瑪干3000-35003000-35003500以下2800-36003500以上3100-40004400-54003900-4300以上柴達(dá)木柴達(dá)木1100-1900(東南緣1000以下)第30頁/共59頁2、熱量充足表4－3、六十年代時(shí)各沙漠、沙地的平均熱量狀況沙303、具有世界高溫紀(jì)錄非洲——58℃，于1922年9月13日出現(xiàn)于利比亞北部的黎波里以南40公里的阿齊齊耶。墨西哥的路易斯——57.8℃,1933年8月11日最高氣溫記錄。我國吐魯番的紀(jì)錄——47.5℃3大火爐城市的紀(jì)錄：南京——43℃；武漢——41.3℃；重慶——44℃。沙地表面溫度可達(dá)70℃,有的地方達(dá)76℃以上，1974年7月14日下午4時(shí)半，在吐魯番五星公社附近的流沙地上，測得沙面最高溫度竟達(dá)82.3℃。幾分鐘即可“煮”熟雞蛋。第31頁/共59頁3、具有世界高溫紀(jì)錄非洲——58℃，于1922年9月13日出31第三節(jié)風(fēng)沙特征1、風(fēng)多2、風(fēng)大、風(fēng)沙活動(dòng)頻繁3、風(fēng)沙危害嚴(yán)重4、亞洲、非洲地區(qū)常見的盛行風(fēng)第32頁/共59頁第三節(jié)風(fēng)沙特征1、風(fēng)多第32頁/共59頁321、風(fēng)多“一年一場風(fēng)，從春亂到冬”。十日過沙漬，終日風(fēng)不休，走馬碎石中，四蹄皆血流。第33頁/共59頁1、風(fēng)多“一年一場風(fēng)，從春亂到冬”。第33頁/共59頁332、風(fēng)大、風(fēng)沙活動(dòng)頻繁我國大部分沙漠地區(qū)的起沙風(fēng)每年可達(dá)300次以上(一天四次統(tǒng)計(jì))。稱為“風(fēng)庫”的安西，全年超過8級(jí)(風(fēng)速≥17.2米/秒)的大風(fēng)年均80天(最高年份達(dá)105天)；準(zhǔn)噶爾門165天大風(fēng)，最大風(fēng)速超過40米/秒，艾比湖岸2－3厘米的礫石吹成30厘米的礫波。古爾圖橋處1－2厘米的礫石堆高5－7米、寬70米的礫丘。說“飛砂走石”不為夸張。塔克拉瑪干南部風(fēng)沙日約占全年1/3。且多達(dá)145天；民勤1959年風(fēng)沙日達(dá)148天，占全年日數(shù)的41％，一次可達(dá)17－48小時(shí)。第34頁/共59頁2、風(fēng)大、風(fēng)沙活動(dòng)頻繁我國大部分沙漠地區(qū)的起沙風(fēng)每年可達(dá)3034表4-4我國沙漠地區(qū)風(fēng)速的季節(jié)變化(1961-1970年)站名風(fēng)速(米/秒)最大風(fēng)速(米/秒)大風(fēng)日數(shù)(≥8級(jí))冬季春季夏季秋季全年通遼烏蘭鎮(zhèn)榆林吉蘭泰民勤拐子湖伊吾淖毛湖吐魯番克拉瑪依阿克蘇阿拉爾民豐安迪爾若羌3.22.71.73.32.43.52.41.11.31.21.01.64.93.73.24.13.54.95.92.55.02.53.04.32.82.72.23.62.94.44.92.55.32.32.53.13.12.32.03.02.23.43.91.44.21.41.62.33.42.92.23.62.84.24.41.83.91.92.02.920282320282434>40>401816>4026.650.710.136.115.950.677.535.375.412.04.742.6第35頁/共59頁表4-4我國沙漠地區(qū)風(fēng)速的季節(jié)變化(1961-1970年353、風(fēng)沙危害嚴(yán)重發(fā)生沙塵暴時(shí)，天昏地暗，能見度只有幾米；“對面聞聲不見人，白天屋里要點(diǎn)燈”?！帮w石輕如絮，輜重飄若蓬”壓埋農(nóng)田、道路、村莊，拔苗倒樹，吹翻車輛，造成車輛不能通行，飛機(jī)無法起落；1961.5.31吐魯番刮了一場速度＞40m/秒、持續(xù)7小時(shí)以上的大風(fēng)，受災(zāi)作物22萬畝，房屋倒塌數(shù)百間，壓毀了大部分渠道和坎兒井，吹倒電線桿百余根。第36頁/共59頁3、風(fēng)沙危害嚴(yán)重發(fā)生沙塵暴時(shí)，天昏地暗，能見度只有幾米；“364、亞非洲地區(qū)常見的盛行風(fēng)和颶風(fēng)西蒙風(fēng)（波斯語）：系中亞的一種干熱風(fēng)，原意“毒物”，人遇則亡。來自庫爾德斯坦山地，持續(xù)15－20分鐘，為颶風(fēng)形式?？π拢ㄐ粒╋L(fēng)：阿拉伯語中為“50”天之意。埃及的一種干熱風(fēng)。多發(fā)生在4－6月的50日之內(nèi)，一連持續(xù)3日，往往帶有大量沙塵。中東地區(qū)，凡是從沙漠中吹來的干熱風(fēng)，也常稱為喀新（辛）。阿富汗風(fēng)：發(fā)生在卡拉庫姆沙漠中的風(fēng)，類似喀新（辛）風(fēng)。在該風(fēng)作用下，位于該區(qū)的帖爾美茲市的迎風(fēng)街道的門窗玻璃，兩三年后被吹打成毛玻璃。第37頁/共59頁4、亞非洲地區(qū)常見的盛行風(fēng)和颶風(fēng)西蒙風(fēng)（波斯語）：系中亞的一37沙塵暴的成因沙塵暴是一種風(fēng)與沙相互作用的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。現(xiàn)在有一種看法認(rèn)為：大風(fēng)加上沙漠以及疏松沙土質(zhì)就可引起沙塵暴。其實(shí)問題遠(yuǎn)沒有這么簡單。許多資料表明，沙塵暴天氣現(xiàn)象一般都伴有7級(jí)以上大風(fēng)，而有些不伴有沙塵暴的大風(fēng)，卻比與沙塵暴相伴的風(fēng)力還大。因而大風(fēng)加上沙漠和疏松沙土質(zhì)環(huán)境這兩個(gè)條件并不能完全解釋沙塵暴日數(shù)遠(yuǎn)小于大風(fēng)日數(shù)的事實(shí)。對此，瞿章等在研究“930505”沙塵暴時(shí)指出，要特別重視并弄清沙塵暴天氣里對流層低層強(qiáng)烈的對流不穩(wěn)定狀態(tài)的作用。第38頁/共59頁沙塵暴的成因沙塵暴是一種風(fēng)與沙相互作用的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。第338蘭新鐵路遭受百年不遇沙害線路中斷

光明日報(bào)消息：蘭新鐵路遭受百年不遇沙害線路中斷烏鐵局奮戰(zhàn)一晝夜恢復(fù)運(yùn)行2006年4月9日,一場百年未遇的特大風(fēng)沙無情地侵襲了新疆鐵路,蘭新鐵路“百里風(fēng)區(qū)”鄯善至了墩站和南疆鐵路線部分區(qū)段風(fēng)力達(dá)到12級(jí)以上,鐵路線段被積沙掩埋,列車玻璃窗被沙石擊碎,近2萬名旅客滯留在烏魯木齊、哈密等站。70次列車左側(cè)玻璃全部被風(fēng)沙擊碎,車廂內(nèi)沙土厚達(dá)一尺多,在列車長的指揮下,幾個(gè)車廂里,用鐵絲將被子、鋪板固定在車窗上擋風(fēng),確保旅客的生命財(cái)產(chǎn)安全。第39頁/共59頁蘭新鐵路遭受百年不遇沙害線路中斷

光明日報(bào)消息：第39頁/39氣候干燥造成中國北方持續(xù)沙塵天氣

橫掃中國北方１０個(gè)省區(qū)市的沙塵天氣１１日仍在影響北京。伴隨著五六級(jí)大風(fēng)，沙塵繼續(xù)籠罩著北京城，大氣質(zhì)量下滑至最嚴(yán)重的五級(jí)重度污染，首要污染物——可吸入顆粒物濃度保持在每立方米５００微克。這是自２００２年遭遇強(qiáng)沙塵天氣以來，影響北京最長的一次沙塵天氣。第40頁/共59頁氣候干燥造成中國北方持續(xù)沙塵天氣

第40頁/共59頁40羅布泊發(fā)現(xiàn)干尸疑是失蹤

科學(xué)家彭加木遺體1980年的6月17號(hào)，我國著名科學(xué)家彭加木在新疆羅布泊考察過程中，一個(gè)人外出找水，結(jié)果一去未回。最近，在彭加木當(dāng)年失蹤地點(diǎn)附近的沙漠中發(fā)現(xiàn)了一具干尸，人們開始懷疑這是不是當(dāng)年失蹤的彭加木的遺體。當(dāng)時(shí)的失蹤地點(diǎn)就在庫姆塔格沙漠邊緣的庫木庫都克附近，而發(fā)現(xiàn)無名干尸的地點(diǎn)距離這個(gè)地區(qū)只有20公里。無名干尸發(fā)現(xiàn)者劉強(qiáng)：當(dāng)時(shí)碰到以后，發(fā)現(xiàn)他（無名干尸）是在沙子上趴著的，（身子）朝向正北方向。第41頁/共59頁羅布泊發(fā)現(xiàn)干尸疑是失蹤

科學(xué)家彭加木遺體1980年的6月141第四節(jié)沙漠地區(qū)的氣候資源一、沙漠地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候資源二、沙區(qū)太陽能、風(fēng)能的利用第42頁/共59頁第四節(jié)沙漠地區(qū)的氣候資源一、沙漠地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候資源第4242一、沙漠地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候資源1、光能資源：日照時(shí)間長，太陽輻射強(qiáng)，光質(zhì)全。我國沙區(qū)年日照2500－3600小時(shí)；年總幅射量136-226千卡/cm2；其中生理輻射占40－50％。2、熱量資源：數(shù)量充足，質(zhì)量好?！?0℃的積溫2800－5400度；晝夜溫差大，有利于光合作用和糖分積累。馳名中外的吐魯番葡萄、哈密瓜和白蘭瓜等，都產(chǎn)于沙漠地區(qū)。3、水資源：降水稀少，限止了農(nóng)林業(yè)的發(fā)展。4、氣候生產(chǎn)潛力：主要受光、溫、水因子制約。我國沙漠地區(qū)光溫潛力大大超過氣候潛力，說明水分是造成氣候潛力極其低下的主導(dǎo)因子（見表4-5）。第43頁/共59頁一、沙漠地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候資源1、光能資源：日照時(shí)間長，太陽輻射43表4-5我國沙區(qū)氣候生產(chǎn)潛力分區(qū)表地區(qū)名稱生產(chǎn)潛力(公斤/畝)光溫潛力氣候潛力生物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量生物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量沙區(qū)南疆大部、河西走廊內(nèi)蒙東部、寧夏北部、甘肅北部北疆、內(nèi)蒙西部43750～7500031875～4275031875～4275015000～2625011250～1500011250～15000＜225010500～21375＜750＜7503750～7500＜750濕潤區(qū)四川盆地52500～7500018750～2625015000～187502850～3500第44頁/共59頁表4-5我國沙區(qū)氣候生產(chǎn)潛力分區(qū)表地區(qū)名稱生44二、沙區(qū)太陽能、風(fēng)能的利用1、太陽能、風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)與難點(diǎn)2、太陽能利用的歷史、現(xiàn)狀及展望3、風(fēng)能利用的歷史、現(xiàn)狀及展望第45頁/共59頁二、沙區(qū)太陽能、風(fēng)能的利用1、太陽能、風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)與難點(diǎn)第45451、太陽能、風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)與難點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①取之不盡，用之不竭：尚可持續(xù)60億年；地球僅獲得其20億分之一，7.034×1024焦耳＝20萬億噸煙煤熱量。②就地可?。哼m用于地廣人稀偏遠(yuǎn)的沙漠地區(qū)使用；③分布廣泛，便于分散使用。太陽能≥120千卡/cm2.年；將10米高處風(fēng)能密度＞150－200瓦/cm2.年，作為有利用價(jià)值的風(fēng)能，全世界有2/3的地區(qū)具有此指標(biāo)。④沒有污染，不破壞生態(tài)環(huán)境。⑤周而復(fù)始，可以再生。難點(diǎn)：①能量密度低：3m/秒風(fēng)速時(shí)，能量密度為0.02千瓦/m2；同速水能為20千瓦/m2。太陽能0.16千瓦/m2②能量不穩(wěn)定：日夜變化，且無規(guī)律，救窮不救急。第46頁/共59頁1、太陽能、風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)與難點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：第46頁/共59頁462、太陽能利用的歷史、現(xiàn)狀及展望①太陽能利用的歷史②現(xiàn)狀及展望③國外趨勢第47頁/共59頁2、太陽能利用的歷史、現(xiàn)狀及展望①太陽能利用的歷史第47頁/47①太陽能利用的歷史西周（3000年前）：陽燧取火。晉朝（公元956－946年）：“削冰命園，舉以向陽，以艾承其影，則得火”。古希臘（公元前214年）阿基米德，用盾牌，燒毀敵艦。作為能源利用有300年的歷史：1615年法國考克斯首次把太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。第48頁/共59頁①太陽能利用的歷史西周（3000年前）：陽燧取火。第48頁/48②現(xiàn)狀及展望1954年成立太陽能應(yīng)用協(xié)會(huì)。1973年聯(lián)合國科教文組織、國際太陽能協(xié)會(huì)等聯(lián)合召開了“太陽能為人類服務(wù)的國際會(huì)議”。1981年中國加入國際太陽能協(xié)會(huì)。八十年代末，我國已有160多個(gè)研究單太陽位從事太陽能利用研究，生產(chǎn)太陽能利用設(shè)備的工廠約50余家。熱水器、溫室、太陽灶、太陽房、干燥器、太陽能電池等項(xiàng)目已小規(guī)模示范應(yīng)用。1983年底，全國太陽能溫室和太陽能塑料大棚約達(dá)百萬畝。1984年底，全國約有9萬臺(tái)太陽灶。第49頁/共59頁②現(xiàn)狀及展望1954年成立太陽能應(yīng)用協(xié)會(huì)。第49頁/共59頁49②現(xiàn)狀及展望能源危機(jī)引起對可再生能源的重視。2006年我國《可再生能源法》正式實(shí)施。國家發(fā)改委《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》：到2020年，中國太陽能發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)2000MW。目前僅為65MW。上海市提出《2005年--2007年上海市開發(fā)利用太陽能行動(dòng)計(jì)劃》。到2007年，安裝與建筑結(jié)合的太陽能熱水系統(tǒng)10萬平方米，光伏電池組件生產(chǎn)能力150--200MW，光伏電池單片生產(chǎn)能力達(dá)到100-150MW，產(chǎn)值達(dá)100億元。第50頁/共59頁②現(xiàn)狀及展望能源危機(jī)引起對可再生能源的重視。第50頁/共5950③國外趨勢《京都議定書》生效后，2004年德國為促進(jìn)光伏發(fā)電從政策到資金進(jìn)行了大量投入，其股票價(jià)格在短1年內(nèi)狂飆200％——600％。2006年初，美國加州32億美元百萬屋頂計(jì)劃的順利通過，將引發(fā)3000MW相關(guān)產(chǎn)品需求。第51頁/共59頁③國外趨勢《京都議定書》生效后，2004年德國為促進(jìn)光伏發(fā)電513、風(fēng)能利用的歷史、現(xiàn)狀及展望①風(fēng)能資源②利用的歷史③現(xiàn)狀及展望④國外合作狀況第52頁/共59頁3、風(fēng)能利用的歷史、現(xiàn)狀及展望①風(fēng)能資源第52頁/共59頁52①風(fēng)能資源成本低廉、清潔、具商業(yè)潛力和活力，可再生。中國風(fēng)能可開發(fā)裝機(jī)容量為2.53億千瓦，居世界前列。我國近海離海面10米高的風(fēng)能儲(chǔ)量有7.5億千瓦。我國西北及內(nèi)蒙沙區(qū)均系我國風(fēng)能最豐富的地帶，3米/秒以上的風(fēng)速全年在4000-5000小時(shí)以上，風(fēng)能密度超過150-200瓦/米2,部分地區(qū)可達(dá)200-300瓦/米2，有效風(fēng)力出現(xiàn)時(shí)間約占70％，≥6米/秒的風(fēng)速全年在2000小時(shí)以上。第53頁/共59頁①風(fēng)能資源成本低廉、清潔、具商業(yè)潛力和活力，可再生。第53頁53②利用的歷史我國利——用風(fēng)能最早的國家。1700多年前，東漢晚期漢墓壁畫上，出現(xiàn)風(fēng)車；明代應(yīng)用風(fēng)力水車進(jìn)行灌溉，還有產(chǎn)品加工的風(fēng)力機(jī)械。到20世紀(jì)80年代末，我國西北、內(nèi)蒙古和沿海地區(qū)已推廣應(yīng)用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)15000多臺(tái)，總裝機(jī)容量為2000千瓦。第54頁/共59頁②利用的歷史我國利——用風(fēng)能最早的國家。第54頁/共59頁54③現(xiàn)狀及展望截至2005年5月，國內(nèi)已裝備風(fēng)力發(fā)電機(jī)1300多臺(tái)，43個(gè)風(fēng)電場，裝機(jī)容量為76萬千瓦。新一輪的風(fēng)力發(fā)電投資從幾千萬元到幾十億元。蘭州電機(jī)完成“兆瓦級(jí)變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)”中的關(guān)鍵部件后，2005年11月，又研制成功了1.5兆瓦變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，并已完成地面變速恒頻試驗(yàn)，成功并網(wǎng)發(fā)電。2006年實(shí)施《可再生能源法》，國家發(fā)改委的規(guī)劃目標(biāo)：2020年我國風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到3000萬千瓦，占全國總裝機(jī)容量的2％左右。第55頁/共59頁③現(xiàn)狀及展望截至2005年5月，國內(nèi)已裝備風(fēng)力發(fā)電機(jī)130055正在調(diào)試中的風(fēng)機(jī)葉片第56頁/共59頁正在調(diào)試中的風(fēng)機(jī)葉片第56頁/共59頁56新疆已建5座風(fēng)力發(fā)電場、風(fēng)能開發(fā)居中國首位

截至２００５年，中國電力投資集團(tuán)公司等已在達(dá)坂城、阿拉山口、布爾津等風(fēng)區(qū)建立５座風(fēng)力發(fā)電廠，裝機(jī)容量達(dá)１８萬千瓦，位居全國第一。其中，達(dá)坂城風(fēng)電場總裝機(jī)容量達(dá)到１４萬千瓦，成為亞洲已建成的最大風(fēng)力發(fā)電地區(qū)。中國陸地可開發(fā)風(fēng)能為３２．２６億千瓦，新疆陸上風(fēng)能資源占全國總量的３７％，僅次于內(nèi)蒙古。中國氣象局確定新疆達(dá)坂城、阿拉山口、吐魯番小草湖、布爾津等總面積達(dá)１５萬平方公里的九大風(fēng)區(qū)具備建設(shè)大型風(fēng)電場的條件，可裝機(jī)容量在８０００萬千瓦以上。第57頁/共59頁新疆已建5座風(fēng)力發(fā)電場、風(fēng)能開發(fā)居中國首位

截至２００５年，57④國外合作狀況2004年風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)份額中，國內(nèi)產(chǎn)品只占18％，大部分為丹麥、德國、西班牙等的產(chǎn)品。目前，西班牙在中國完成了21.7萬千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝工作。2006年1月1日，丹麥和中國簽訂了風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目協(xié)議，涉及資金4500萬丹麥克朗。幫助黑龍江、吉林、遼寧及北京等省市提高風(fēng)力發(fā)電能力。2005年，美國向河北省首個(gè)大型風(fēng)電場尚義滿井風(fēng)場提供了23臺(tái)1.5兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為34.5兆瓦。第58頁/共59頁④國外合作狀況2004年風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)份額中，國內(nèi)產(chǎn)品只占158謝謝您的觀看！第59頁/共59頁謝謝您的觀看！第59頁/共59頁59一、降水特征(一)降水量小(二)降水變率大第1頁/共59頁一、降水特征(一)降水量小第1頁/共59頁60(一)降水量小一般說來，沙漠地區(qū)年降水量＜250－500毫米，下限可為10-20毫米或終年滴水下降。新疆托克遜：1961－1970年年平均降水量3.9毫米；智利的安托法加斯塔：年雨量7.7mm；塔卡馬荒漠的伊魁奎港：1899－1919年的20年間，14年不降滴雨，其余六年總雨量也僅24毫米；埃及的Dakhla：年雨量0.5mm(25年的統(tǒng)計(jì))；第2頁/共59頁(一)降水量小一般說來，沙漠地區(qū)年降水量＜250－500毫米61(二)降水變率大1、年變率大2、季節(jié)性變化大、降水時(shí)間高度集中第3頁/共59頁(二)降水變率大1、年變率大第3頁/共59頁621、年變率大我國南方年降水變率一般＜15％；我國西北地區(qū)年降水變率一般＞40％；我國吐魯番地區(qū)年降水變率為57.8％；民豐安迪爾1966年降雨量只有5.0毫米,而1971年卻達(dá)42.5毫米,相差近10倍。撒哈拉的古達(dá)米斯(Ｃｈａｄａｍｅｓ，利比亞)的最大年雨量79毫米，最低年雨量6毫米，相差13倍之多。中東及北非年雨量變異系數(shù)與年平均雨量的關(guān)系見圖4－1第4頁/共59頁1、年變率大我國南方年降水變率一般＜15％；第4頁/共59頁63圖4－1年雨量變異系數(shù)與年平均雨量的關(guān)系第5頁/共59頁圖4－1年雨量變異系數(shù)與年平均雨量的關(guān)系第5頁/共59頁642、季節(jié)性變化大、降水時(shí)間高度集中①我國沙區(qū)除古爾班通古特沙漠有冬春雨雪外，多集中在7、8、9三個(gè)月（占全年降水的50－60％）②降水時(shí)間高度集中：多為對流性陣雨或暴雨。一年的雨量可在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)降完。1958年新疆庫車舊城毀于泥石流；1979年敦煌縣城2/3的房屋因?yàn)楹樗疀Q庫而被淹沒；蘇聯(lián)沙漠夏季考察隊(duì)遇洪水而把鞋子漂走。塔爾沙漠的一個(gè)地方年平均雨量約為130毫米，(1969)卻于兩天之中降雨約有860毫米。第6頁/共59頁2、季節(jié)性變化大、降水時(shí)間高度集中①我國沙區(qū)除古爾班通古特沙65二、蒸發(fā)特征(一)蒸發(fā)特征(二)蒸發(fā)及蒸發(fā)力的概念(三)蒸發(fā)的測定及計(jì)算方法第7頁/共59頁二、蒸發(fā)特征(一)蒸發(fā)特征第7頁/共59頁66(一)蒸發(fā)特征1、蒸發(fā)強(qiáng)烈由于對最大可能蒸發(fā)量的理解及計(jì)算方法的不同。蒸發(fā)量的報(bào)道差異很大。我國沙區(qū)年蒸發(fā)量，過去認(rèn)為在2500－3000毫米，有的地區(qū)4000毫米以上。撒哈拉的費(fèi)贊和博爾庫高達(dá)4500－6000mm?，F(xiàn)在計(jì)算結(jié)果：托克遜：降水量3.9毫米,蒸發(fā)量1100mm左右；智利的安托法加斯塔：年雨量7.7mm；蒸發(fā)量為793mm；埃及的Dakhla：年雨量0.5mm，蒸發(fā)量為1301mm；《中國農(nóng)業(yè)氣候資源和農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃》一書中，西北內(nèi)陸沙區(qū)年蒸散量為1000-1200mm。德國特利爾大學(xué)的Mueller先生,按桑斯威特的公式計(jì)算，烏魯木齊僅為625mm,酒泉的為658mm。2、蒸發(fā)表現(xiàn)出極不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象——實(shí)際蒸發(fā)量很小，可能蒸發(fā)量極強(qiáng)。第8頁/共59頁(一)蒸發(fā)特征1、蒸發(fā)強(qiáng)烈第8頁/共59頁67(二)蒸發(fā)及蒸發(fā)力的概念1、蒸發(fā)的概念2、趙松喬等區(qū)分的四種蒸發(fā)力概念。第9頁/共59頁(二)蒸發(fā)及蒸發(fā)力的概念1、蒸發(fā)的概念第9頁/共59頁681、蒸發(fā)的概念蒸發(fā)是指自然表面以蒸氣形態(tài)進(jìn)行的水分運(yùn)動(dòng)，不論水氣是來源于土壤或者植物。第10頁/共59頁1、蒸發(fā)的概念蒸發(fā)是指自然表面以蒸氣形態(tài)進(jìn)行的水分運(yùn)動(dòng)，不論692、趙松喬等區(qū)分的四種蒸發(fā)力概念。(1)標(biāo)定蒸發(fā)力(2)氣候蒸發(fā)力(3)虛擬蒸發(fā)力(4)局部蒸發(fā)力第11頁/共59頁2、趙松喬等區(qū)分的四種蒸發(fā)力概念。(1)標(biāo)定蒸發(fā)力第11頁/70(1)標(biāo)定蒸發(fā)力在土壤水分充足，植物覆蓋良好，屬于生長盛期，并大面積均一的地段上的蒸發(fā)值，可稱為標(biāo)定蒸發(fā)力。第12頁/共59頁(1)標(biāo)定蒸發(fā)力在土壤水分充足，植物覆蓋良好，屬于生長盛期，71(2)氣候蒸發(fā)力在土壤充分濕潤，但下墊面的植被不均一的條件下，用氣象站的資料去計(jì)算蒸發(fā)力，所得的為氣候蒸發(fā)力。氣候蒸發(fā)力能大致代表當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，也能作為當(dāng)?shù)刂贫ü喔榷~的參考，但不能確切地反映具體作物的需水量。第13頁/共59頁(2)氣候蒸發(fā)力在土壤充分濕潤，但下墊面的植被不均一的條件下72(3)虛擬蒸發(fā)力在大面積不充分濕潤條件下，如將當(dāng)?shù)貧庀笳緦?shí)測的各要素的值，代入在濕潤條件下計(jì)算蒸發(fā)力的公式，則計(jì)算所得并非本來意義上的蒸發(fā)力。從實(shí)踐的角度考慮，要大面積范圍內(nèi)改變下墊面的濕潤條件，目前尚難辦到，而對于廣大的半濕潤地區(qū)、半干旱地區(qū)和干旱地區(qū)，也需要有一個(gè)表示蒸發(fā)力的指標(biāo)性數(shù)值，為了區(qū)別于本來意義上的蒸發(fā)力，我們將在不充分濕潤地區(qū)用氣候計(jì)算法求得的這種蒸發(fā)力值叫做虛擬蒸發(fā)力。使用虛擬蒸發(fā)力可以有助于分析一個(gè)地區(qū)的自然條件特征，但若要以此為依據(jù)計(jì)算一個(gè)地區(qū)大范圍內(nèi)所虧缺的水分，作為大面積調(diào)水的依據(jù)，是不恰當(dāng)?shù)?。?4頁/共59頁(3)虛擬蒸發(fā)力在大面積不充分濕潤條件下，如將當(dāng)?shù)貧庀笳緦?shí)測73(4)局部蒸發(fā)力在非充分濕潤地區(qū)，有不少蒸發(fā)資料取自小面積充分濕潤的田塊，有些人將這些值也稱為蒸發(fā)力，其實(shí)，它并不代表大面積的自然條件，即使大到若干公頃(幾十畝、幾百畝、甚至上千畝)，在廣大的干旱、半干旱地區(qū)內(nèi)，也只是一個(gè)小區(qū)，由于綠洲環(huán)境熱量平衡方面的特殊性，這種實(shí)測值不僅不能代表周圍區(qū)域大面積非濕潤地區(qū)的蒸發(fā)值，也不能代表周圍區(qū)域大面積充分濕潤時(shí)的蒸發(fā)力。這樣的數(shù)值我們可以稱為局部蒸發(fā)力。其應(yīng)用范圍有限，也不能利用當(dāng)?shù)馗稍锃h(huán)境下的氣象記錄來計(jì)算這種局部蒸發(fā)力。第15頁/共59頁(4)局部蒸發(fā)力在非充分濕潤地區(qū)，有不少蒸發(fā)資料取自小面積充74(三)蒸發(fā)的測定及計(jì)算方法蒸發(fā)量的測定及蒸發(fā)力的計(jì)算一直是氣象、水文、地理及農(nóng)林學(xué)家多年來關(guān)注的問題，測定自然表面的蒸發(fā)有三個(gè)基本方法：

(1)根據(jù)水分平衡的差異；

(2)根據(jù)能量平衡中的潛熱測定；

(3)根據(jù)近地面空氣中水蒸氣的凈上升流。潛在蒸發(fā)力的計(jì)算方法很多。目前干旱地區(qū)研究中較常采作的方法如下：第16頁/共59頁(三)蒸發(fā)的測定及計(jì)算方法蒸發(fā)量的測定及蒸發(fā)力的計(jì)算一直是氣75(1)彭曼(Penman.H.L)計(jì)算法(1948)Penman方程式把能量平衡法和空氣動(dòng)力學(xué)理論結(jié)合起來,雖然比此類其他算式為復(fù)雜,但它只使用標(biāo)準(zhǔn)氣象資料就可以得到解答。起初是用于自由水面的蒸發(fā)，即：

式中:△＝在Ta溫度下水汽壓隨溫度而變化的斜率(毫米水銀柱/℃)Ho＝幅射平衡項(xiàng)；r─干濕球溫度表常數(shù)(r≈0.5mm/度)Ea＝由2米高處的風(fēng)速(km/時(shí))和2米高處水汽飽合差(mm水銀柱)，共同決定的空氣干燥力第17頁/共59頁(1)彭曼(Penman.H.L)計(jì)算法(1948)P76(2)桑特(Thornthwaite.C.W.)于1948年計(jì)算蒸發(fā)的方程式PE＝潛在蒸發(fā)量;L＝不同地帶和季節(jié)間的改正系數(shù)；t＝選定的時(shí)段的平均溫度;I＝計(jì)算12個(gè)月平均溫度的指數(shù);a＝關(guān)于I的一個(gè)綜合地理因素的常數(shù);第18頁/共59頁(2)桑特(Thornthwaite.C.W.)于194877(3)H.H.伊萬諾夫提出的計(jì)算個(gè)別月蒸力(準(zhǔn)確的說──水面蒸發(fā))的經(jīng)驗(yàn)公式E=0.0018(25+t)2(100-a)式中:E──蒸發(fā)力;t──溫度；

a──相對溫度;這一公式是用維爾達(dá)蒸發(fā)器在全球很多湖泊進(jìn)行水分平衡觀測所得到的資料導(dǎo)出來的。第19頁/共59頁(3)H.H.伊萬諾夫提出的計(jì)算個(gè)別月蒸力(準(zhǔn)確的說──水面78三、降水及蒸發(fā)的綜合作用結(jié)果降水及蒸發(fā)的綜合作用結(jié)果——空氣干燥我國沙區(qū)的空氣濕度一般＜30％（為農(nóng)業(yè)干熱風(fēng)的指標(biāo)之一）有時(shí)出現(xiàn)“零”的紀(jì)錄（說明采用常規(guī)儀器和常規(guī)方法難以測定空氣的相對濕度）我國大氣中全年平均含水量如下：華南上空40－50mm長江流域30mm黃河流域20mm西北大部分地區(qū)有的＜5mm第20頁/共59頁三、降水及蒸發(fā)的綜合作用結(jié)果降水及蒸發(fā)的綜合作用結(jié)果——空氣79第二節(jié)日照及冷熱變化特征一、日照特征二、冷熱特征第21頁/共59頁第二節(jié)日照及冷熱變化特征一、日照特征第21頁/共59頁80一、日照特征1、日照時(shí)間長2、相同緯度地帶日照時(shí)間比較第22頁/共59頁一、日照特征1、日照時(shí)間長第22頁/共59頁811、日照時(shí)間長1年8760小時(shí)。溫帶沙漠2500－3000小時(shí)/年（占全年時(shí)數(shù)的29－34％）；熱帶亞熱帶的撒哈拉沙漠＞3600小時(shí)/年（占全年時(shí)數(shù)的41％），其中心地區(qū)可達(dá)4300小時(shí)（占全年時(shí)數(shù)的49％）；我國沙區(qū)全年日照時(shí)數(shù)在2500－3600小時(shí)（占全年時(shí)數(shù)的30－40％）。第23頁/共59頁1、日照時(shí)間長1年8760小時(shí)。第23頁/共59頁822、相同緯度地帶日照時(shí)間比較我國沙區(qū)日照為2500－3600小時(shí)/年，占全年時(shí)數(shù)的29－41％；吐魯番：3070小時(shí)；民勤：3001小時(shí)；包頭：2995小時(shí)；日本東京2020小時(shí)；成都1089小時(shí)；貴陽：1325小時(shí)。注意：霧漠地區(qū)例外。秘魯首都利馬年日照1422小時(shí)，降水10.0mm，蒸發(fā)量884mm，空氣相對濕度85％。第24頁/共59頁2、相同緯度地帶日照時(shí)間比較我國沙區(qū)日照為2500－360083表4－1我國沙漠地區(qū)日照時(shí)數(shù)對比地區(qū)名稱氣象臺(tái)站名稱年日照時(shí)間(小時(shí))沙漠地區(qū)科爾沁沙地毛烏素沙地烏蘭布和沙漠騰格里沙漠巴丹吉林沙漠準(zhǔn)格爾盆地沙漠和戈壁塔克拉瑪干沙漠通遼榆林吉蘭秦民勤拐子湖克拉瑪依阿克蘇阿拉爾3111298733223001324927633032濕潤地區(qū)廣州南京成都190421711258

第25頁/共59頁表4－1我國沙漠地區(qū)日照時(shí)數(shù)對比地區(qū)名稱氣象臺(tái)站名稱年日照843、太陽輻射強(qiáng)達(dá)到地面的幅射強(qiáng)度取決于穿透大氣時(shí)的太陽高度角、大氣透明度、云量等因素。我國沙區(qū)太陽年總幅射量在136-226千卡/cm2，青海柴達(dá)木盆地可達(dá)200千卡/cm2左右，是全國總幅射量的最高中心之一(見表4－2)；我國南方一般＜116千卡/cm2太陽常數(shù)＝1025千卡/cm2.年第26頁/共59頁3、太陽輻射強(qiáng)達(dá)到地面的幅射強(qiáng)度取決于穿透大氣時(shí)的太陽高度角85表4-2沙漠地區(qū)與其它地區(qū)太陽總輻射值比較地區(qū)站名年總輻射量(千卡/厘米2)沙漠地區(qū)內(nèi)蒙古東部內(nèi)蒙古西部新疆北部新疆南部新疆東部青海柴達(dá)木南華東方西南地華南區(qū)錫林浩特老東廟克拉瑪依和田若羌哈密格爾木冷湖上海成都廣州140.345168.274134.345142.499157.039180.235191.368226.121113.84188.592116.126第27頁/共59頁表4-2沙漠地區(qū)與其它地區(qū)太陽總輻射值比較地區(qū)站86二、冷熱特征1、溫差大2、熱量充足3、具有世界高溫紀(jì)錄第28頁/共59頁二、冷熱特征1、溫差大第28頁/共59頁871、溫差大①年較差大最冷月與最熱月溫差非洲，一般不超過27℃溫帶沙區(qū)：我國一般30－40℃，絕對年溫差可達(dá)50－60℃以上；安迪爾1967年達(dá)到67.2℃②日較差大非洲可達(dá)30.5-35.2℃;我國一般為10-20℃，最高可達(dá)40℃。“早穿皮襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”的民諺正是對沙區(qū)溫度劇變的真實(shí)而生動(dòng)的寫照。5月榆林飛播時(shí)進(jìn)沙穿皮襖。第29頁/共59頁1、溫差大①年較差大第29頁/共59頁882、熱量充足表4－3、六十年代時(shí)各沙漠、沙地的平均熱量狀況沙區(qū)沙漠(地)暖季期間的積溫(℃)東部呼倫貝爾(包括東烏珠穆沁)嫩江下游科爾沁渾善達(dá)克庫布齊毛烏素(包括河?xùn)|沙地)1900-23002500-30003000-33001800-28002600-30002800-3200西部烏蘭布和騰格里巴丹吉林河西走廊庫姆塔格古爾班通古特吐魯番(東疆)搭克拉瑪干3000-35003000-35003500以下2800-36003500以上3100-40004400-54003900-4300以上柴達(dá)木柴達(dá)木1100-1900(東南緣1000以下)第30頁/共59頁2、熱量充足表4－3、六十年代時(shí)各沙漠、沙地的平均熱量狀況沙893、具有世界高溫紀(jì)錄非洲——58℃，于1922年9月13日出現(xiàn)于利比亞北部的黎波里以南40公里的阿齊齊耶。墨西哥的路易斯——57.8℃,1933年8月11日最高氣溫記錄。我國吐魯番的紀(jì)錄——47.5℃3大火爐城市的紀(jì)錄：南京——43℃；武漢——41.3℃；重慶——44℃。沙地表面溫度可達(dá)70℃,有的地方達(dá)76℃以上，1974年7月14日下午4時(shí)半，在吐魯番五星公社附近的流沙地上，測得沙面最高溫度竟達(dá)82.3℃。幾分鐘即可“煮”熟雞蛋。第31頁/共59頁3、具有世界高溫紀(jì)錄非洲——58℃，于1922年9月13日出90第三節(jié)風(fēng)沙特征1、風(fēng)多2、風(fēng)大、風(fēng)沙活動(dòng)頻繁3、風(fēng)沙危害嚴(yán)重4、亞洲、非洲地區(qū)常見的盛行風(fēng)第32頁/共59頁第三節(jié)風(fēng)沙特征1、風(fēng)多第32頁/共59頁911、風(fēng)多“一年一場風(fēng)，從春亂到冬”。十日過沙漬，終日風(fēng)不休，走馬碎石中，四蹄皆血流。第33頁/共59頁1、風(fēng)多“一年一場風(fēng)，從春亂到冬”。第33頁/共59頁922、風(fēng)大、風(fēng)沙活動(dòng)頻繁我國大部分沙漠地區(qū)的起沙風(fēng)每年可達(dá)300次以上(一天四次統(tǒng)計(jì))。稱為“風(fēng)庫”的安西，全年超過8級(jí)(風(fēng)速≥17.2米/秒)的大風(fēng)年均80天(最高年份達(dá)105天)；準(zhǔn)噶爾門165天大風(fēng)，最大風(fēng)速超過40米/秒，艾比湖岸2－3厘米的礫石吹成30厘米的礫波。古爾圖橋處1－2厘米的礫石堆高5－7米、寬70米的礫丘。說“飛砂走石”不為夸張。塔克拉瑪干南部風(fēng)沙日約占全年1/3。且多達(dá)145天；民勤1959年風(fēng)沙日達(dá)148天，占全年日數(shù)的41％，一次可達(dá)17－48小時(shí)。第34頁/共59頁2、風(fēng)大、風(fēng)沙活動(dòng)頻繁我國大部分沙漠地區(qū)的起沙風(fēng)每年可達(dá)3093表4-4我國沙漠地區(qū)風(fēng)速的季節(jié)變化(1961-1970年)站名風(fēng)速(米/秒)最大風(fēng)速(米/秒)大風(fēng)日數(shù)(≥8級(jí))冬季春季夏季秋季全年通遼烏蘭鎮(zhèn)榆林吉蘭泰民勤拐子湖伊吾淖毛湖吐魯番克拉瑪依阿克蘇阿拉爾民豐安迪爾若羌3.22.71.73.32.43.52.41.11.31.21.01.64.93.73.24.13.54.95.92.55.02.53.04.32.82.72.23.62.94.44.92.55.32.32.53.13.12.32.03.02.23.43.91.44.21.41.62.33.42.92.23.62.84.24.41.83.91.92.02.920282320282434>40>401816>4026.650.710.136.115.950.677.535.375.412.04.742.6第35頁/共59頁表4-4我國沙漠地區(qū)風(fēng)速的季節(jié)變化(1961-1970年943、風(fēng)沙危害嚴(yán)重發(fā)生沙塵暴時(shí)，天昏地暗，能見度只有幾米；“對面聞聲不見人，白天屋里要點(diǎn)燈”?！帮w石輕如絮，輜重飄若蓬”壓埋農(nóng)田、道路、村莊，拔苗倒樹，吹翻車輛，造成車輛不能通行，飛機(jī)無法起落；1961.5.31吐魯番刮了一場速度＞40m/秒、持續(xù)7小時(shí)以上的大風(fēng)，受災(zāi)作物22萬畝，房屋倒塌數(shù)百間，壓毀了大部分渠道和坎兒井，吹倒電線桿百余根。第36頁/共59頁3、風(fēng)沙危害嚴(yán)重發(fā)生沙塵暴時(shí)，天昏地暗，能見度只有幾米；“954、亞非洲地區(qū)常見的盛行風(fēng)和颶風(fēng)西蒙風(fēng)（波斯語）：系中亞的一種干熱風(fēng)，原意“毒物”，人遇則亡。來自庫爾德斯坦山地，持續(xù)15－20分鐘，為颶風(fēng)形式?？π拢ㄐ粒╋L(fēng)：阿拉伯語中為“50”天之意。埃及的一種干熱風(fēng)。多發(fā)生在4－6月的50日之內(nèi)，一連持續(xù)3日，往往帶有大量沙塵。中東地區(qū)，凡是從沙漠中吹來的干熱風(fēng)，也常稱為喀新（辛）。阿富汗風(fēng)：發(fā)生在卡拉庫姆沙漠中的風(fēng)，類似喀新（辛）風(fēng)。在該風(fēng)作用下，位于該區(qū)的帖爾美茲市的迎風(fēng)街道的門窗玻璃，兩三年后被吹打成毛玻璃。第37頁/共59頁4、亞非洲地區(qū)常見的盛行風(fēng)和颶風(fēng)西蒙風(fēng)（波斯語）：系中亞的一96沙塵暴的成因沙塵暴是一種風(fēng)與沙相互作用的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象?，F(xiàn)在有一種看法認(rèn)為：大風(fēng)加上沙漠以及疏松沙土質(zhì)就可引起沙塵暴。其實(shí)問題遠(yuǎn)沒有這么簡單。許多資料表明，沙塵暴天氣現(xiàn)象一般都伴有7級(jí)以上大風(fēng)，而有些不伴有沙塵暴的大風(fēng)，卻比與沙塵暴相伴的風(fēng)力還大。因而大風(fēng)加上沙漠和疏松沙土質(zhì)環(huán)境這兩個(gè)條件并不能完全解釋沙塵暴日數(shù)遠(yuǎn)小于大風(fēng)日數(shù)的事實(shí)。對此，瞿章等在研究“930505”沙塵暴時(shí)指出，要特別重視并弄清沙塵暴天氣里對流層低層強(qiáng)烈的對流不穩(wěn)定狀態(tài)的作用。第38頁/共59頁沙塵暴的成因沙塵暴是一種風(fēng)與沙相互作用的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。第397蘭新鐵路遭受百年不遇沙害線路中斷

光明日報(bào)消息：蘭新鐵路遭受百年不遇沙害線路中斷烏鐵局奮戰(zhàn)一晝夜恢復(fù)運(yùn)行2006年4月9日,一場百年未遇的特大風(fēng)沙無情地侵襲了新疆鐵路,蘭新鐵路“百里風(fēng)區(qū)”鄯善至了墩站和南疆鐵路線部分區(qū)段風(fēng)力達(dá)到12級(jí)以上,鐵路線段被積沙掩埋,列車玻璃窗被沙石擊碎,近2萬名旅客滯留在烏魯木齊、哈密等站。70次列車左側(cè)玻璃全部被風(fēng)沙擊碎,車廂內(nèi)沙土厚達(dá)一尺多,在列車長的指揮下,幾個(gè)車廂里,用鐵絲將被子、鋪板固定在車窗上擋風(fēng),確保旅客的生命財(cái)產(chǎn)安全。第39頁/共59頁蘭新鐵路遭受百年不遇沙害線路中斷

光明日報(bào)消息：第39頁/98氣候干燥造成中國北方持續(xù)沙塵天氣

橫掃中國北方１０個(gè)省區(qū)市的沙塵天氣１１日仍在影響北京。伴隨著五六級(jí)大風(fēng)，沙塵繼續(xù)籠罩著北京城，大氣質(zhì)量下滑至最嚴(yán)重的五級(jí)重度污染，首要污染物——可吸入顆粒物濃度保持在每立方米５００微克。這是自２００２年遭遇強(qiáng)沙塵天氣以來，影響北京最長的一次沙塵天氣。第40頁/共59頁氣候干燥造成中國北方持續(xù)沙塵天氣

第40頁/共59頁99羅布泊發(fā)現(xiàn)干尸疑是失蹤

科學(xué)家彭加木遺體1980年的6月17號(hào)，我國著名科學(xué)家彭加木在新疆羅布泊考察過程中，一個(gè)人外出找水，結(jié)果一去未回。最近，在彭加木當(dāng)年失蹤地點(diǎn)附近的沙漠中發(fā)現(xiàn)了一具干尸，人們開始懷疑這是不是當(dāng)年失蹤的彭加木的遺體。當(dāng)時(shí)的失蹤地點(diǎn)就在庫姆塔格沙漠邊緣的庫木庫都克附近，而發(fā)現(xiàn)無名干尸的地點(diǎn)距離這個(gè)地區(qū)只有20公里。無名干尸發(fā)現(xiàn)者劉強(qiáng)：當(dāng)時(shí)碰到以后，發(fā)現(xiàn)他（無名干尸）是在沙子上趴著的，（身子）朝向正北方向。第41頁/共59頁羅布泊發(fā)現(xiàn)干尸疑是失蹤

科學(xué)家彭加木遺體1980年的6月1100第四節(jié)沙漠地區(qū)的氣候資源一、沙漠地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候資源二、沙區(qū)太陽能、風(fēng)能的利用第42頁/共59頁第四節(jié)沙漠地區(qū)的氣候資源一、沙漠地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候資源第42101一、沙漠地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候資源1、光能資源：日照時(shí)間長，太陽輻射強(qiáng)，光質(zhì)全。我國沙區(qū)年日照2500－3600小時(shí)；年總幅射量136-226千卡/cm2；其中生理輻射占40－50％。2、熱量資源：數(shù)量充足，質(zhì)量好。≥10℃的積溫2800－5400度；晝夜溫差大，有利于光合作用和糖分積累。馳名中外的吐魯番葡萄、哈密瓜和白蘭瓜等，都產(chǎn)于沙漠地區(qū)。3、水資源：降水稀少，限止了農(nóng)林業(yè)的發(fā)展。4、氣候生產(chǎn)潛力：主要受光、溫、水因子制約。我國沙漠地區(qū)光溫潛力大大超過氣候潛力，說明水分是造成氣候潛力極其低下的主導(dǎo)因子（見表4-5）。第43頁/共59頁一、沙漠地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候資源1、光能資源：日照時(shí)間長，太陽輻射102表4-5我國沙區(qū)氣候生產(chǎn)潛力分區(qū)表地區(qū)名稱生產(chǎn)潛力(公斤/畝)光溫潛力氣候潛力生物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量生物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量沙區(qū)南疆大部、河西走廊內(nèi)蒙東部、寧夏北部、甘肅北部北疆、內(nèi)蒙西部43750～7500031875～4275031875～4275015000～2625011250～1500011250～15000＜225010500～21375＜750＜7503750～7500＜750濕潤區(qū)四川盆地52500～7500018750～2625015000～187502850～3500第44頁/共59頁表4-5我國沙區(qū)氣候生產(chǎn)潛力分區(qū)表地區(qū)名稱生103二、沙區(qū)太陽能、風(fēng)能的利用1、太陽能、風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)與難點(diǎn)2、太陽能利用的歷史、現(xiàn)狀及展望3、風(fēng)能利用的歷史、現(xiàn)狀及展望第45頁/共59頁二、沙區(qū)太陽能、風(fēng)能的利用1、太陽能、風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)與難點(diǎn)第451041、太陽能、風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)與難點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①取之不盡，用之不竭：尚可持續(xù)60億年；地球僅獲得其20億分之一，7.034×1024焦耳＝20萬億噸煙煤熱量。②就地可?。哼m用于地廣人稀偏遠(yuǎn)的沙漠地區(qū)使用；③分布廣泛，便于分散使用。太陽能≥120千卡/cm2.年；將10米高處風(fēng)能密度＞150－200瓦/cm2.年，作為有利用價(jià)值的風(fēng)能，全世界有2/3的地區(qū)具有此指標(biāo)。④沒有污染，不破壞生態(tài)環(huán)境。⑤周而復(fù)始，可以再生。難點(diǎn)：①能量密度低：3m/秒風(fēng)速時(shí)，能量密度為0.02千瓦/m2；同速水能為20千瓦/m2。太陽能0.16千瓦/m2②能量不穩(wěn)定：日夜變化，且無規(guī)律，救窮不救急。第46頁/共59頁1、太陽能、風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)與難點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：第46頁/共59頁1052、