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本文以塔克拉玛干沙漠腹地塔中为研究区,首先通过探测比对试验验证了风廓线雷达在沙漠气候环境下的适用性及在沙漠腹地获取边界层探测资料的准确性。然后采用了塔中大气环境观测试验站CFL-03边界层风廓线雷达2010年4月～2010年11月的探测数据,建立了塔中大气边界层风场数据库;对塔中大气边界层风场时空特征、特征层风场特性进行了分析研究。最后选取了塔中一次典型沙尘暴过程和一次典型雷暴降水过程,对特殊天气过程边界层风场特征开展分析研究。主要结论如下:(1) 11月至次年5月,塔中中高层多为偏西风,风速较大,低层多为偏东风,风速较小。4、5、10、11月份边界层风场结构类似,整层风速与高度成正比,风速随高度增加而增大,低层风速远小于高层风速,低层为偏东风,中高层转换为偏西风,800～1600m高度上存在“东-西”风向切变带。6月至9月,高空风变小,低层风速增大,低层与高层之间的风速差缩小,整层风速从地面到高空的变化幅度很小。夏季塔中地区上空100～200m高度层存在明显风速切变带,与相邻高度层相比,风速最大增幅可达225%。(2)塔中地区850hPa特征层除6月外全年主导风向为偏东风,风速主要变化范围为2～3.5m/s,月变化较小;6月主导风向转为偏西,风速增大。700hPa特征层6月风速最大、9月风速最小;6月、8月和9月主导风向为偏东风,4、5、7、10、11五个月份主导风向为偏西风。500hPa特征层4月、5月风速较大,6月风速开始减小,9月风速减至最小,10月风速增大,11月风速增至最大;6月、9月主导风向为偏东风,其余月份为偏西风。(3) 2010年4月19日沙尘暴爆发前,塔中1000m高度内空中风主导风向由偏东风转为偏西风,沙尘暴爆发时,地面至1500m高度内为偏东风。近地面风速在沙尘暴爆发初期迅速增大至18.3m/s,中后期逐渐变小,但依然保持10m/s左右的较大风速;300m～1000m高度,沙尘暴爆发时段的风速小于过程前后;1000m～2000m高度内,沙尘暴爆发前风速达到最大,然后随时间变化呈递减趋势;3000m以上高空风在沙尘暴爆发期间风速可达20m/s。沙尘暴过程中塔中上空存在明显的沙尘颗粒沉降运动,平均下沉速度为1.2m/s。(4) 2010年7月12日雷暴降水过程中,塔中地面风向凌乱,1200m高度内主导风向由东转西,1200m以上由西转东。雷暴降水过程前后3000m高度内风速降低,过程中风速明显增大;降水时段内,1500m～2500m高度内风速大于其他时段;在3200m以上高度,雷暴降水时段风速明显低于降水发生前及结束后。雷暴过程中,测站上空900m～1400m高度内存在低空急流,急流区平均风速达17.1m/s。雷暴云影响本站前后,塔中测站上空存在较强下沉气流,垂直速度在3.0m/s左右,降水时段,可以监测到降水粒子强烈的下降运动,降水粒子平均下降速度为5.1m/s,最大速度达8.0m/s,远高于7月平均垂直速度0.1m/s。