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复杂地形大气边界层的研究一直是大气科学的的一个难点问题。新疆维吾尔自治区地域辽阔，地形复杂，是研究复杂地形边界层的良好区域，同时也是“一带一路”战略中的陆上丝绸之路核心区。本文利用中国风能资源观测网中新疆地区的17座测风塔2010年全年的观测数据，重点研究测风塔所在复杂地形区域边界层风的时空变化规律，揭示了山谷风、阵风及背风坡大风的特征及其受复杂地形的影响机制。研究结果也为新疆地区的风灾预防、风能资源开发、以及“一带一路”建设中交通与建筑的安全设计等提供科学参考。主要研究内容及结论如下: (1)研究17座测风塔所在区域的地形及气候背景，并对原始观测资料进行质量控制处理。17座测风塔可大致分为5个区域，都是风速较大，风能资源丰富的地区。其中，达坂城与小草湖地区、十三间房地区和哈密东部地区处于天山的缺口，是气流沟通南北疆的通道，而额尔齐斯河河谷地区和阿拉山口地区则是气流进出北疆的通道。受地形限制，这些地区的边界层风特性与平原地区有明显区别，包括平均风速较大;风向较为集中，沿等高线平行走向;风速分布可能呈双峰型，不符合Weibull分布;风速垂直廓线可能出现逆切变等。 (2)部分测风塔，包括小草湖地区和十三间房地区的风向存在明显的日夜变化，说明受山谷风影响较大。两个地区都处于天山南坡，存在盛行的偏北风，而白天有一定几率为偏南的谷风。谷风与盛行风方向相反使得平均风速呈白天小夜间大的趋势。为了更好地研究局地热力差异对边界层风的影响，把风水平矢量分解，分别对两个分量进行24小时的滑动平均滤波，可将风分解为得到的时间尺度大于24小时的系统风以及小于日变化尺度的局地风。局地风较好地揭示了小草湖地区和十三间房地区的山谷风特征。另外，研究表明山谷风的形成与系统风速相关，系统风速较小的时候有利于山谷风的形成。 (3)气流从北往南跨域天山时，会产生加速现象。测风塔31002＃和31004＃处在同一个南北疆气流通道，分别位于天山的南坡和北坡。研究表明，大风主要来自于西北方向，而位于背风坡的31004＃风速比迎风坡的31002＃更大。两个塔同时刮西北风时，相关性较好，可认为是同一股气流经过，气流到达31002＃的时间比到达31004＃早大约1.5小时。背风坡的位温往往比迎风坡要高，即气流翻过天山后产生了焚风现象。测风塔31004＃在夏季风速达到最大，10米高度风速最大值可达34.6 m/s。春季大风往往由冷锋造成，与夏季大风相比，风速变化的速率快，且影响的范围广。 (4)新疆地区大风频发，常形成风灾，造成人员及经济损失。相比平均大风，瞬时或短时的极端大风对建筑或交通工具的破坏更严重。阵风系数指3秒阵风风速的最大值与10分钟平均风速的比，是风工程中表征风对建筑的载荷的常用参数。本文研究了17座测风塔的阵风系数随湍流强度、风速、时间等的变化规律。研究表明，阵风系数的与湍流强度有良好的线性相关性，随着高度的增加而减小。阵风系数随平均风速的变化规律较复杂，小风时阵风系数随平均风速增大而减小，绝大部分地方当平均风速超过一定阈值时阵风系数保持不变，但也有少部分测风塔的数据显示阵风系数随平均风速持续减小。小风时阵风系数还存在白天大晚上小的日变化，表明风速较小时阵风系数包含了热湍流因素。测风塔一定范围内最高点与最低点的海拔高度差定义为该测风塔的地形复杂度，发现阵风系数与地形复杂度相关，地形越复杂，阵风系数越大。