内蒙古中西部一次强沙尘暴天气过程的诊断分析——物理量场分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和自动站观测资料对2009年4月23日-24日出现在我国内蒙古中西部的一次强沙尘暴天气过程,从物理量场方面对此次沙尘暴的影响机理进行了分析。结果表明:这次强沙尘暴的垂直速度、散度、涡度和相对湿度的分布情形与沙尘暴的发生发展有明显的对应关系。此次沙尘暴发生之前,大气低层是下沉运动区,成为弱辐合和辐散并存之势;高层为上升运动区,随着低层的下沉运动转为上升运动,形成低层辐合高层辐散的配置,导致强沙尘暴的发生。从地面至高层转变为下沉运动区时,沙尘暴减弱至消失。涡度场上,沙尘暴发生前,低层是弱的正涡度分布,在沙尘暴发生期间正涡度迅速增强,对应蒙古气旋的发展增强,之后,正涡度减小,此时气旋中心移出内蒙古境内,至24日夜间,气旋东移入海,内蒙古地区的沙尘天气结束。此次沙尘暴发生前和发生期间的低层大气相对湿度在30%以下,近地层的干燥大气,也是内蒙古中西部出现强沙尘暴的条件。由于相对湿度迅速增大至50%以上,沙尘暴开始减弱以至消亡。在沙尘暴发生期间的上空,螺旋度的绝对值达到最大,且螺旋度的垂直分布呈明显的上负下正形势;而在沙尘暴发生前和减弱时,或者螺旋度的垂直分布值较小,或者没有形成螺旋度正负相间的明显分布。     

一次区域性强沙尘暴天气物理量诊断分析

2010年4月24-25日甘肃河西走廊地区出现了自2001年以来强度最强、影响地域最广的一次区域性强沙尘暴天气。为了进一步探讨这次强沙尘暴形成的物理机制,文中采用NCEP/NCAR1°×1°每天4次再分析资料,计算了沙尘暴出现之前和出现时的垂直螺旋度、高空急流、垂直速度、涡度平流、温度平流等物理量。通过分析得出:出现沙尘暴时垂直螺旋度存在着上负下正的分布特征,更加有利于强对流天气的发生;高空强急流带呈南北向的分布,是引导北方强冷空气南下的主要因素;低层垂直速度的不断增大为大气上升运动提供了较好的动力条件;正涡度平流的合理配置,促使冷槽加深发展;低层冷温度平流的增强,使得地面冷高压强度加强。各物理量场的这些特征,为今后沙尘暴天气的预报提供启示和参考。     

敦煌地区“6•16”暴雨的热力和动力特征

使用高空和地面定时观测资料、区域站降水资料、云图和NCEP 1°×1°再分析资料,对2011年6月15-16日敦煌暴雨的影响系统、干侵入、垂直涡度收支、视热源和视水汽汇进行了分析。结果表明：这次暴雨是中高纬度天气系统与低纬度天气系统相互作用,在敦煌附近上空形成中尺度涡旋造成的结果。在低涡生成初期,低涡南侧对流层高层有明显的干侵入发生;低涡快速发展期,干侵入达到最强;对流层中下层辐散作用项对垂直涡度正贡献最大,在对流层中层水平平流项和垂直输送项对垂直涡度正贡献起主要作用;低涡成熟期,干侵入开始减弱。对流层下层辐散作用项对垂直涡度正贡献进一步加强,对流层中层水平平流项正贡献作用减弱,垂直输送项正贡献作用增强。视热源与视水汽汇加热强度变化与低涡发生、发展的不同阶段紧密相关,视热源、视水汽汇中心与垂直上升运动中心相对应,说明大气加热与大气上升运动密切相关,水汽凝结潜热释放加速垂直上升运动,垂直输送在视热源、视水汽汇中起主要作用。     

河西走廊一次强沙尘暴动力机制分析

2011年甘肃省沙尘暴次数较常年明显偏少,但在4月28日河西走廊出现了范围大、强度强的沙尘暴过程,值得关注的是,甘肃省沙尘暴第一高发地民勤却仅出现扬沙。文中利用常规观测、加密自动站及T639数值预报初始场资料,对这次强沙尘暴天气过程进行分析。结果表明:前期气温偏高、降水稀少是大风、沙尘天气出现的气候背景;500hPa斜压槽强烈发展,带动地面冷高压前部锋面气旋强烈发展是引发沙尘暴的动力条件;200hPa高空急流位置及其调整与沙尘暴天气有直接关系;三小时变压中心的移动方向指示了沙尘暴的移动发展方向。通过对Q矢量散度和螺旋度的诊断,发现:冷锋后Q矢量散度>0,冷空气强烈下沉,将高空动量下传到地面,锋前Q矢量散度<0,对应上升运动,使地面锋面后部出现强烈西北大风,造成沙尘暴。沙尘暴一般出现在螺旋度零线附近等值线密集处,螺旋度负中心强度与沙尘暴强度正相关。另外,通过中尺度资料的分析,能更精准的确定沙尘暴落区,提高短时临近预警的准确率。     

2006年4月4～6日河西走廊沙尘暴天气的成因分析

利用实时气象资料,对2006年4月4~6日发生在河西走廊的沙尘暴天气进行分析。结果表明:中尺度地面切变线和蒙古气旋及其冷锋是河西走廊发生沙尘暴天气的地面影响系统,高空急流在沙尘暴天气的发生过程中也发挥了重要作用;沙尘暴发生区域在200 hPa高空急流出口区右侧、500 hPa正涡度中心下风方的正涡度平流中心附近。在沙尘暴发生时,沙尘暴发生区域的大气处于高能量、不稳定状态。     

内蒙古暴风雪天气成因分析

应用常规观测资料、灾情资料、NCAR/NCEP再分析资料(2.5×2.5经纬度),对近40年发生在内蒙古地区(草原牧区为主)的21次较强暴风雪天气过程,就暴风雪天气进行了天气学分型和成因分析。同时,针对内蒙古暴风雪天气主要影响系统-蒙古冷涡的结构、发展演变特征进行了分析研究。分析研究表明:强冷空气活动是暴风雪天气形成的主要原因;强盛的高空急流及与之配合的高空辐散区的强迫作用是地面蒙古气旋强烈发展和强风形成的动力条件;远程的较好的水汽输送配合对流层低层冷涡辐合对较强的降雪至关重要;对流层高层辐散强迫、中低层温度差异、中层涡度平流作用对蒙古气旋的爆发性发展起到关键作用;对流层低层偏南暖湿急流与偏西干冷急流在蒙古气旋控制区交汇是暴风雪天气发生的重要特征;对流层中层强上升运动配合对流层低层强风区的结构特征对确定暴风雪天气落区有很好的指示意义。     

甘肃临夏地区一次扬沙与强寒潮天气诊断分析

利用基本气象资料和欧洲中心数值预报产品资料,对发生在2006年4月10～11日临夏地区的一次扬沙和强寒潮天气过程进行了分析.结果表明:临夏地区扬沙伴有强寒潮天气发生,在大气环流调整过程中,冷空气活动是造成扬沙和强寒潮灾害的主要动力,高空急流是大风的动量来源,蒙古气旋和冷锋是触发这次扬沙、强寒潮天气的重要天气系统.高、低空冷、暖平流的空间配置使降温更为剧烈.同时,涡度和散度对扬沙和寒潮的落区有很好的指示作用.在受灾区,对流层和近地面层为不稳定层结,从而引起强烈垂直上升运动,导致低层强烈辐合,出现了10～11日的灾害性天气过程.     

强沙尘暴过程高空温湿风结构和大气稳定度分析

利用2004年5月23～24日沙尘暴过程中民勤站观测资料,分析了湿饱和位温、比湿和风速垂直廓线分布特征及沙尘暴期间沙尘暴强度、地面气象要素和螺旋度之间的对应关系.结果显示:在沙尘暴爆发前,大气层结处于不稳定状态,大气温、湿风垂直结构有利于沙尘暴的发生发展;沙尘暴期间,大气稳定度逐渐增大,出现了稳定与不稳定相间的情况,不利于对流的进一步发展;特别是在沙尘暴生命史后期阶段,大气层结调整到稳定状态,抑制了干对流的发展.在沙尘暴过程中,螺旋度与地面气象要素及沙尘暴强度之间存在很好的对应关系.     

一次强沙尘暴天气的数值模拟研究

用NCEP(1°×1°)资料和GRAPES_SDM沙尘暴模式,对发生在中国北方的"20060409-11"强沙尘暴天气过程进行了数值模拟,并利用位涡理论对此次沙尘暴过程的发生机制进行了研究。结果表明:⑴强斜压槽触发了此次强沙尘暴天气,稳定的高原高压脊对低压槽的阻滞作用是沙尘暴能够维持较长时间的原因;⑵GRAPES_SDM成功模拟出此次强沙尘暴过程天气系统和发生区域,表明它是研究沙尘暴天气的有利工具;⑶此次沙尘暴过程发生的机制是:高层位涡梯度增大,使位涡锋生增强,导致高空急流产生;高空急流通过地面沙尘区域时,导致了地面风速增强而产生沙尘暴。     

一次冷锋型沙尘暴过程对流层-平流层交换的数值模拟

利用观测资料、ERA-Interim再分析资料,结合MM5数值模拟结果,对一次强沙尘暴过程的沙尘对流层—平流层输送问题进行初步分析.结果表明:高空强冷空气下传、地面冷锋强烈发展和对流层中低层斜压强迫是本次沙尘暴过程的主要影响因素.在系统发展和减弱的整个过程中,西南急流和高空冷空气下传是斜压不稳定形成的主导因素.与冷锋锋面匹配的对流层顶折叠沿纬向呈“V”形分布,其底部到达550 hPa左右,同时伴随高空急流接近垂直下落,急流核位于高空槽的南侧和东侧,且南侧最强.高空位涡下传与西南急流共同作用,促使冷锋前气旋强烈发展,气流上升运动中心位于500 hPa和600 hPa,但其外围气流未直接穿过对流层顶.对流层顶折叠区上升气流在300～500 hPa与高空槽底部偏西、偏南气流叠加,以斜升或准垂直的形态穿过对流层顶折叠底部进入平流层.气旋发展过程中,冷空气下沉并向东南扩展,暖空气则向西北方向爬升.平流层—对流层的净输送主要发生在高空位涡下传过程,高空位涡停止下传后,出现对流层—平流层净输送,且强度随时间呈增长趋势.     

塔里木盆地沙尘暴的历时分布特征

本文用塔里木盆地周边的气象台站沙尘暴资料，分析研究塔里木盆地沙尘暴的历时分布特征，并且着重与沙尘暴日数进行了比较研究，提出用历时分析沙尘暴危害要比日数更确切，也给防沙提出了对策依据。     

近40a来塔里木盆地沙尘暴气候时空变化分析

本文利用1961—2000年塔里木盆地22个气象站的气象实测资料,分析了近40年塔里木盆地沙尘暴天气的时空分布特征。结果表明:塔里木盆地沙尘暴日数从60年代至90年代,总的趋势是在波动中下降的,高发年代多在20世纪70年代和80年代,90年代沙尘暴的发生明显减少;塔里木盆地沙尘暴天气发生的日数有2个明显的高发区,即以喀什、阿图什的塔东地区和以策勒、和田为中心的塔南地区;塔里木盆地沙尘暴天气对于新疆地区气候的变化响应显著,与平原区的降水和温度相关性较好。     

准噶尔盆地南缘“2008.04.17”沙尘暴天气成因分析

利用常规观测资料、地面气象自动站资料和数值预报产品T213资料,对2008年4月17日下午准噶尔盆地南缘石河子垦区出现的沙尘暴天气过程的成因进行了分析。结果表明:西西伯利亚冷槽的斜压性结构使其强烈发展,为沙尘暴的发生提供了动力条件。而西西伯利亚冷槽的垂直结构强迫出一支下沉气流,为沙尘暴的发生提供了动量下传机制。沙尘暴是高空急流及高空锋区,在中、高纬地区共同作用的结果。沙尘暴爆发过程中,动力场、热力场的交换非常明显。沙尘暴发生在地面冷锋后部、冷高压前部、3h变压、变温最大处和气流辐散的地区。     

干旱区自然灾害监测预警系统的一般模式——以塔里木盆地为例

我国西部干旱区生态环境脆弱 ,自然灾害频繁。塔里木盆地是我国最大的内陆盆地 ,干旱、大风、沙尘暴、洪水、泥石流以及地震、雪灾等自然灾害 ,严重地影响到盆地的生态安全。在RS、GIS及 GPS等技术支持下 ,研究各自然灾害的孕灾机理及过程 ,建立自然灾害的监测评价及预警系统 ,对于塔里木盆地生态环境建设具有重要意义。     

阿拉善盟一次区域性大风沙尘暴天气过程成因分析

沙尘暴是发生在干旱、半干旱荒漠化地区的主要灾害性天气之一,对其形成过程及成因探讨能为沙尘暴监测和预警提供参考。以2019年5月11日阿拉善盟一次区域性大风沙尘暴天气为例,在气象实时监测数据基础上,从地面气象要素变化、环流特征、动力条件和热力条件等方面对此次沙尘暴天气过程成因进行了探讨和分析。结果表明:1)阿拉善盟大风沙尘暴最强时段为午后至傍晚,沙尘暴发生时,气压和极大风速急剧增加,气温和能见度明显下降。2)大风沙尘暴的发生与500 hPa冷平流触发作用、700 hPa大气斜压性作用、高空动量下传作用、变压梯度风、锋生作用以及必要的大气层结条件之间存在着密切联系,表明控制大风沙尘暴形成的因素复杂。3)不同地区以及不同时间内发生大风、沙尘暴天气所需的风速条件不一致,强冷空气的侵入是沙尘暴发生的前提条件。此外,混合层,即不稳定层结是产生大范围沙尘暴天气的必要条件,在大风条件具备,但无混合层出现时,沙尘暴天气较难形成。     

塔克拉玛干沙漠西部和南部沙尘暴的形成及危害

沙尘暴是发生在干旱半干旱地区的一种气象灾害 ,我国的西北地区是我国沙尘暴多发区 ,新疆又以塔里木盆地西部和南部频次最多 ,灾害造成的损失最大。盆地南缘的和田地区沙尘暴天气主要发生在 3 -6月 ,西缘沙尘暴天气主要发生在 4-6月 ,多年发生频次一般为每年1 0 -3 0次 ,多则达到每年 3 5次。塔里木盆地沙尘暴发生的频率如此之高 ,主要该地区有沙尘暴形成的气象条件 ,下垫面条件和环流条件。在新疆沙尘暴的危害是巨大的 ,如何减少其危害 ,改善塔里木盆地地区的生存环境 ,是我们关注的主要问题之一     

Trends and abrupt changes in surface vapor content over Tarim Basin during the last 50 years

The surface vapor content has a close correlation with the generation of precipitation. Based on the atmospheric circulation data and surface vapor content data from 37 weather stations across the Tarim Basin during 1961 2010, the paper analyzed the vapor variation trend, period, abrupt changes and their causes. The results show that the increase trend of surface vapor content over the Tarim Basin mostly conforms with the average trend coefficient of 0.48. There were 3 centers displaying a trend of high vapor increase and 3 centers displaying a low vapor increase. These centers were distributed in strips and blocks across the basin from northeast to southwest. Notable inter-decadal variations in annual and seasonal vapor contents occurred in the Tarim Basin during the 50 years of the study period, with more vapor after the mid-1980s and less vapor in the 1960s and the 1970s. The significant increase in vapor content in the 50 year period occurred mostly in the 1980s and the 1990s. The increasing trend across the four seasons was strongest in summer, reaching 0.43, and weakest in spring. Great variations existed between the spring trend and the annual, summer, autumn and winter trends. During the 50-year study period, there are distinguishable periods of 4-6 years and 8-10 years in which the annual and seasonal vapor contents varied alternately between low and high concentrations. The annual vapor content and that of the four individual seasons all changed abruptly in about the mid-1980s (α<0.05). The west wind circulation, Tibetan Plateau circulation and the annual mean temperatures of the Tarim Basin are the main factors that influenced the surface vapor content over the study area, of which the Tibetan Plateau circulation may be the most important one.     

2010年3月我国沙尘天气的若干特征

沙尘天气是一种非常严重的灾害性天气现象,给工农业生产、交通运输、居民生活和空气质量带来不利影响。2010年3月我国共出现了6次沙尘天气过程,次数比近10年同期（4.2次）偏多,其中强沙尘暴天气过程1次、沙尘暴天气过程3次、扬沙天气过程2次,具有发生时段集中、首发时间偏晚、影响范围广泛等特征。分析表明：在气候变化和沙尘源...