敦煌戈壁观测站(40°9.49N94°30.98E,海拔 1148 m,以下简称敦煌站),位于甘肃省河西走廊敦煌市西部的戈壁滩。观测站下垫面为无人居住的沙石戈壁荒漠区,主要由沙、砾石、砾砂和中粗沙组成,是党河冲洪积扇中下部区域,地势平坦。

干旱半干旱区是中国主要的下垫面类型之一,约占中国陆地国土面积的52.5%,其中82.5%分布在中国西北地区。西北干旱区是全世界典型的干旱区之一,此区域陆-气相互作用强烈,是欧亚大陆感热输送最强的区域,此区域的感热对于东亚季风系统的变化与异常有重要影响。敦煌位于古丝绸之路的名城重镇,这里年降水量不足50 mm,而年蒸发量能力竟达3000 mm以上,因此,敦煌站对于极端干旱的陆面过程具有很好的代表性,也可以为“一带一路”中亚相关国家气候变化和观测研究的战略计划实施提供参考。为此,开展此区域的陆-气相互作用的观测试验,意义重大而深远。敦煌站于1999年建站,20005月开始正式观测,连续观测运行至今。在2014年启动了新站(40°7.57N94°8.98E,海拔 1171 m)的建设(占地面积100亩)。围绕敦煌站,在敦煌周边戈壁、农田、稀疏植被等典型下垫面进行了多次加强观测试验,目前已获得16年的连续观测资料。

敦煌戈壁观测站

围绕极端干旱下垫面的陆-气相互作用,敦煌站的科学目标包括:1.对敦煌地区的典型下垫面主要陆面过程参数进行各种观测试验;2.提出西北干旱区具有代表性的陆面过程参数,为陆面过程参数化方案的设计和改进提供观测依据,改进陆面过程模式的模拟能力;3.揭示敦煌地区能量和水分循环的过程与机理,研究干旱区陆-气相互作用对东亚季风系统的变异的影响。为此,观测研究的主要内容包括:在敦煌地区的戈壁滩、绿洲农田和稀疏植被架设自动观测仪器,进行常规气象因子的观测;设立20 m的边界层气象塔(含辐射和土壤观测系统)、风温超声仪等,观测近地层、边界层和对流层的各项气象要素,认识该区域的陆面过程特征,包括辐射、热量和水分交换的变化及对比不同下垫面的差异,边界层结构及其时空变化,确定敦煌地区不同典型下垫面的有效陆面过程参数。

 
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